IT201800003662A1 - Sistema con barra di connessione a innesto per la realizzazione di impianti elettrici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE a corredo della domanda di brevetto per invenzione avente per TITOLO: " Sistema con barra di connessione a innesto per la realizzazione di impianti elettrici"

Ambito dell'invenzione: realizzazione di impianti elettrici.

Allo stato attuale della tecnica gli impianti elettrici civili sono realizzati con tubi in PVC e/o metallo, poi murati in pavimenti, pareti, soffitti o fissati all'esterno, nei tubi si introducono i cavi conduttori, generalmente in filamenti intrecciati di rame, isolato con una guaina che oggi è generalmente in PVC colorato specificatamente secondo un codice convenzionale. E' indispensabile personale qualificato per eseguirne la realizzazione a regola d'arte.

Le connessioni sono eseguite nelle scatole di derivazione, dove le estremità dei cavi vengono scoperte della guaina isolante, connesse con morsetti a vite isolati in plastica. Gli interruttori intervengono a regola sul conduttore di fase e non vanno maneggiati con mani bagnate, come accade nei bagni, in cui sono altresì soggetti al deposito di vapore e condensa, per cui chiudendo i contatti capita anche di udire rumori simili a quelli della friggitura, causati da umidità che può ricoprire l'apparato e che riesce a insinuarsi fin tra i contatti elettrici dell'interruttore, tanto può generare pericolo, specialmente se l'umidità è abbondante e in fase di scolo, su mascherine metalliche a volte in uso che hanno carattere di design e non di sicurezza, un pericolo che può apparire improbabile, ma che è tanto più insidioso considerando che in tal frangenti si può agire svestiti e completamente privi dì ogni barriera d'isolamento elettrico per il corpo umano, che è composto per il 65-70% circa da una soluzione acquosa-salina conduttrice, la resistenza elettrica del corpo umano può essere infatti molto elevata in relazione a molti fattori variabili, con valori di anche molte decine di migliaia di ohm, ma che può scendere facilmente sotto i 1000 ohm quando il corpo è bagnato e in tali condizioni è possibile prendere correnti elevate e pericolosissime. L'impianto è normalmente protetto dal cosiddetto salvavita, che consiste in un interruttore magnetotermico-differenziale esordito nel 1965, capace tra l'altro d'intervenire nel momento di sbilanciamento dell'intensità di corrente, che si ha ad esempio nell'istante in cui una persona inizia ad essere folgorata da una scarica elettrica diretta verso terra, esso è infatti in grado di continuare a chiudere il circuito e consentire l'alimentazione dell'impianto elettrico anche quando la linea di terra sia stata nel frattempo scollegata e/o non funzioni per qualsivoglia ragione, nulla rilevando in tal senso. La materia della sicurezza su questi impianti appare ancorata a concezioni superate, sicché si pone ad esempio ampia attenzione al colore della guaina isolante dei cavi, ossia un fattore cromatico del tutto irrilevante ai fini della fisica, mentre non viene valutato con convenienza il livello delle possibilità offerte dalla tecnologia più attuale.

V'è la necessità di dover porre limiti all'ampiezza delle scanalature nei muri, cosiddette tracce, quindi all'ampiezza dei tubi dell'impianto elettrico e di conseguenza è limitato lo spazio disponibile per i cavi conduttori, che ivi sono introdotti con sonde passacavi, subentrando fattori di flessibilità dei cavi e occorrente spazio per eseguirne le curvature. Negli attuali impianti elettrici tutto ciò condiziona anche l'introduzione dei più economici conduttori in alluminio, sia nei nuovi impianti, sia notevolmente nel rinnovo dei vecchi. Le problematiche esposte, come si vedrà, sono risolte con la presente invenzione.

La presente invenzione: denominata "sistema con barra di connessione a innesto per ia realizzazione di impianti elettrici" si riferisce ad un innovativo sistema per la realizzazione di impianti elettrici, con linee elettriche che si sviluppano in lunghezza attraverso la connessione di aste denominate barre di connessione (fig.1), che negli impianti civili da 3KWh, con adozione del corpo conduttore in alluminio, possono avere la dimensione di circa 3,0cm di altezza per 1,2cm di profondità con lunghezze di svariati metri.

Le barre di connessione ( fig.1 ) sono elettricamente connesse tra loro, ogni barra di connessione (fig.1) contiene all'interno i corpi conduttori (fig.1-1) che convenientemente possono essere realizzati con tubi in alluminio, per semplicità faremo riferimento ad una barra di connessione (fig.1) che contiene 3 corpi conduttori (fig.1-1), poiché ci riferiremo alla realizzazione di un impianto monofase.

La barra di connessione (fig.1) può essere collegata elettricamente per mezzo di uno spinotto di connessione (fig.2), simile per principio alla spina di tipo L italiana.

Lo spinotto di connessione (fig.2) può assumere varie forme, il piu semplice è quello lineare denominato innesto a 180 gradi (fig.4-21), ogni spinotto di connessione può essere convenientemente dotato di una guarnizione da spinotto (fig.2-5) utile ad impermeabilizzare il giunto ergo a conferire tenuta idraulica e meccanica.

Gli spinotti di connessione (fig.2) possono anche essere dotati con sistemi atti al bloccaggio meccanico del giunto, tanto però non è rilevante e non è una novità, si accenna solo che tra i sistemi più adatti v'è quello dello spinotto di connessione con collare a stringere, in cui il collare è ottenuto dal prolungamento della camera d'innesto (fig.2-6), facente parte della struttura che costituisce il corpo in plastica dello spinotto di connessione (fig.2). L'esigenza dei collare a stringere e/o di sistemi di bloccaggio deve essere assunta per la mera soddisfazione di esistenti normative, che secondo i Paesi, siano in grado di porre eventuali vincoli ostativi allo sviluppo del sistema in invenzione, tanto da dover prevedere alcune varianti e/o adattamenti che hanno la loro ragione d'utilità solo in tal senso.

Lo spinotto di connessione (fig.2) è costituito dall' innesto a 180 gradi (fig.4-21) e da altri tipi di spinotto, quale l innesto a 90 gradi (fig.4-23), innesto a T (fig.4-22), innesto a X, inoltre può essere realizzato con molte altre forme, anche a più rami e angolazioni, o in grado di variare la forma, come ad esempio l'innesto flessibile o l'innesto passamuro. Gli spinotti di connessione per ovvie ragioni sono più pratici in relazione a quanto più è possibile limitarne lo spessore e possono convenientemente essere realizzati nel loro interno con utilizzo dei tradizionali conduttori in rame isolato, tali cavi (fig.2-11) sono più adatti al fine, in quanto risultano più sottili nei punti di incrocio per sovrapposizioni(fig.2-7) dei cavi, che sono inevitabili per i collegamenti che superano le due vie, l'ingombro della sezione del conduttore in rame è minore di quella di un conduttore in alluminio a parità di resistenza elettrica, come nell'esempio di innesto a tre vie denominato innesto a T (fig.2) , i cavi convenientemente in rame vengono intrecciati e inseriti in apposita sede di connessione per cavi (fig.2-15) per essere serrati con apposita a vite, mentre il perni ad innesto dello spinotto di connessione (fig.2) presentano un taglio che li attraversa nel mezzo e possono essere divaricati in modo lieve, tanto da sfruttarne il movimento elastico per garantire una migliore adesione di connessione quando vengono inseriti all'interno dei corpi conduttori (fig.1-1) a forma di tubo in tal caso anche detti tubi conduttori.

Lo spinotto di connessione ( fig2 ) può essere dotato di una guarnizione da spinotto (fig.2-5), utile per conferire tenuta idraulica e meccanica del giunto.

Tanto è sufficiente poiché le barre di connessione (fig.1) sono fissate stabilmente a muro con idonei sistemi, ossia con supporti (fig.4-20) elementari in tutto simili alle staffe di bloccaggio già in uso negli attuali impianti elettrici.

La guarnizione da spinotto (fig. 2-5) che è realizzabile anche in etilpropilene EPDM, può essere convenientemente inserita nell'osola per guarnizione (fig.2-8) che funge da sede, ricavata nello stesso corpo in plastica dello stesso spinotto di connessione (fig.2).

Nel caso di Paesi che adottino normative per le quali il sistema con spine a innesto per i contatti elettrici dello spinotto di connessione (fig.2) così come descritto, non risulti come un idoneo strumento di connessione adottabile per gli impianti stabili, viene predisposto un sistema denominato vite-spinotto di connessione ( fig.3 ), che contiene i necessari perni di connessione (fig.3-13) che vengono serrati meccanicamente per avvitamento e formati da una parte filettata a vite (fig.3-12) lunga quanto basta per l'affidabile serraggio, che viene avvitata nel tubo conduttore ( fig.1-1 ) convenientemente in alluminio, la parte filettata potrà essere realizzata come autofilettante oppure potrà essere avvitata previo passaggio di una filiera, ossia un utensile generalmente in acciaio, utile a formare una filettatura, nella restante parte i perni di connessione ( fig.3-13 ) presentano una sezione cilindrica e liscia che può avere anche uno o più piccoli fori perpendicolari (fig.3-9) utili nelle operazioni di fissaggio e che viene poi serrata nella sede del perno di connessione (fig.3-14), costituita da uno dei due ingressi del morsetto a vite (fig.3-10) contenuto nel vite-spinotto di connessione (fig.3), mentre l'altro lato dello stesso morsetto a vite (fig.3-10) viene usato per il serraggio della connessione dei cavi (fig,3-11) convenientemente in rame isolato, inseriti nell'apposita sede di connessione per cavi (fig.3-15), trattasi di morsetto a doppio ingresso e a doppia vite, del tutto simile a quelli in uso negli attuali impianti elettrici, contenuto nel corpo del connettore per vite-spinotto (fig.3-17) che è anche dotato di apposito sportellino di chiusura a protezione dei morsetti denominato coperchio del connettore per vite-spinotto (fig.3-16), dotato di camera di innesto (fig.3-6) per l'accogliento della barra di connessione (fig.1).

Per chiarimento, il sistema del vite-spinotto di connessione (fig.3) come rappresentato in fig. 3, raffigura un perno di connessione (fig.3-13). un connettore per vite spinotto (fig.3-17) completo di coperchio dei connettore per vite spinotto (fig.3-16) e collegato con cavi (fig.3-11) elettrici comuni in rame intrecciato e isolato con ulteriore connettore per vite spinotto scoperchiato in cui si identifica chiaramente il morsetto a vite (fig.3-10) in cui dal lato posteriore si connettono i cavi in rame in apposita sede di connessione per cavi (fig.3-15) e dal lato anteriore si connette il perno di connessione (fig.3-13) in apposita sede del perno di connessione (fig.3-14), il tutto potrà anche essere realizzato nella versione ermetica che in piena analogia a quanto già esposto per lo spinotto di connessione (fig.2) potrà essere dotata di guarnizione da spinotto (fig.2-5) con le identiche modalità ivi già esposte, ergo inserita alla stessa stregua nella camera di innesto (fig.3-6), il connettore per vite spinotto (fig.3-17) dovrà essere in tal caso necessariamente pre-cablato in fabbrica con i cavi (fig.3-11) nelle varie configurazioni necessarie, mentre tutta la parte interna del connettore per vite spinotto (fig.3-17) sarà riempita con resine isolanti termoindurenti siliconiche, per l'isolamento, la protezione e l'inglobamento dei componenti. comprendendo i morsetti o vite (fig.3-10) e la sede di connessione per cavi (fig.3-15). cossicchè i cavi (fig.3-11) usciranno direttamente attraverso il blocco in resina isolante. E' previsto un dispositivo denominato adattatore di connessione che serve a col legare il sistema in invenzione con i comuni cavi elettrici, i quali sono connessi da un lato per mezzo di comuni morsetti a vite, mentre dall'altro lato, il dispositivo sì presenta in tutto e per tutto come uno spinotto di connessione (fig. 2), ossia con l'attacco utile per connettersi con il sistema in invenzione, è così possibile collegare un lampadario cablato con cavi in rame, o inserire nel sistema i cavi di alimentazione.

E' previsto il dispositivo di ingresso linea (fig.4-18) concepito per dotare l'impianto elettrico di un alto livello di sicurezza, superiore a quello dell'attuale interruttore magnetotermico differenziale, può convenientemente essere dotato di attacco a spinotto utile per interfacciarsi con il sistema in invenzione, gli approfondimenti sul dispositivo saranno meglio esposti in una specifica domanda di brevetto a cura del medesimo inventore.

I dispositivi utilizzatori sono principalmente rappresentati dal portalampade, portalampade radiocomandato (fig.4-25) e dai dispositivi prese elettriche a spina (fig.4-24), prese elettriche a spina radiocomandato che insieme rappresentano le più diffuse esigenze utilizzate, ossia per illuminare e prelevare energia per gli elettrodomestici.

I dispositivi di comando sono principalmente rappresentati dall' interruttore bipolare, interruttore bipolare radiocomandato, radiocomando a muro (fig.4-26), radiocomandi portatili.

Con gli elementi fin qui elencati, è possibile realizzare un impianto domestico eseguito con sistema a innesto tramite spinotti di connessione (fig.2), come illustrato nello schema d'impianto (fig.4), eseguito con adozione del dispositivo di ingresso linea (fig.4-18), quale unico componente ad essere connesso a monte con i tradizionali cavi elettrici in rame, un innesto a 180 gradi (fig.4-21), un innesto a 90 gradi (fig4-23), un innesto a T (fig.4-22), un portalampade radiocomandato (fig.4-25) e relativo radiocomando a muro (fig.4-26).

dispositivo prese elettriche a spina (fig.4-24) , oltre supporti (fig.4-20) per il fissaggio a muro della barra di connessione (fig.4- 19).

Il sistema che viene in tal modo sviluppato è molto semplificato ed è economico, anche nell'impiego del lavoro occorrente per la realizzazione, è privo delle tradizionali parti di linea dedicate ai dispositivi di comando, come pulsanti, interruttori, deviatori, commutatori, invertitori, cavi dei relè, cavi di ballottaggio.

Il radiocomando che funge da interruttore può essere realizzato in varie forme e convenientemente anche simile agli interruttori oggi comunemente utilizzati negli impianti elettrici, tanto da poter prenderne il posto, determina sicurezza poiché è impossibile prendere una scarica elettrica dal radiocomando, economia di realizzazione poiché non servono tracce murali, tubi e cavi, si eliminano altresì molte scatole di derivazione.

Gli approfondimenti sul sistema degli interruttori radiocomandati descritto, che non sono oggetto della presente invenzione, saranno descritti in un differente deposito per domanda di brevetto, a cura del medesimo inventore, l'accenno eseguito è d'utilità per esporre la semplificazione che il sistema in invenzione comporta e di cui fa parte.

Il metodo adottato per l'interruzione dei circuiti è sempre convenientemente bipolare per qualunque tipo di interruttore radiocomandato o meno, tanto consente di non avere la necessità di verificare l'interruzione del conduttore di fase piuttosto che del neutro e garantisce protezione, per conseguenza gli apparati con interruttore manuale possono essere montati indifferentemente in un verso o nel verso contrario, ossia ruotati di 180°, tale possibilità è occorrente nel caso in cui convenientemente si scelga l'utilizzo di forme appropriate che consentano di poter innestare i componenti dell'impianto in qualunque posizione li si appresti, indifferentemente.

Con l'utilizzo di soli elementi a innesto, il sistema può essere realizzato con facilità inedita e in tempi brevissimi, infine risulta impresa ardua riuscire a creare cortocircuiti o errori. La presente invenzione può essere utilizzata per la realizzazione di impianti elettrici esterni e/o incassati, per quest'ultimi le barre di connessione (fig.1) e gli spinotti di connessione ( fig.2 ) possono essere murati, ma è ragionevole prevedere che gli spinotti di connessione (fig.2) murati possano eventualmente risultare in contrasto con talune normative, a seconda dei Paesi a cui ci si riferisce, normative che ovviamente non sono state concepite in relazione al sistema in invenzione, ma bensì sull'esperienza dell'esistente e sui sistemi tradizionali, per i quali appare ragionevole che i punti di derivazione, in quanto vere e proprie scatole di connessione, non possano esser posti sottotraccia, ma il medesimo principio non trova analogo senso se applicato al sistema in invenzione, che è idoneo per essere privo di scatole di derivazione e trasporta unicamente linee di potenza, demandando gli apparati di comando alla tecnologia senza fili.

Tuttavia per superare le ragioni normative, sono stati previsti specifici giunti ispezionabili con apposite scatole di derivazione, adatte al sistema in invenzione, in cui i collegamenti elettrici avvengono anche con perno di connessione (fig.3-13) e connettori per vitespinotto (fig.3-17). realizzati con cavo in rame e pre-cablati, dove il principio delle connessioni predeterminate è del tutto identico a quello degli spinotti di connessione (fig.2) pertanto abbisognano solo di essere inseriti e serrati, il modo è intuitivo e rende assente la possibilità di errori in quanto non c'è necessità di ragionamenti di concetto, trattasi di una soluzione molto semplice su cui non occorre approfondire.

Si noti che con questo sistema non ci sono connessioni su cui verificare la correttezza di schema, poiché tutto è predefinito dagli spinotti, tantomeno non v'è necessità di adottare colori e convenzioni di sorta su cui verificare le cromie.

Nel sistema si distribuisce la fase, il neutro e la terra lungo tutte le linee sviluppate, l'interruttore bipolare manuale se è adoperato, è utile a interrompere i rami di linea su cui può essere inserito prioritariamente per funzioni di sicurezza e/o emergenza , i comandi dovrebbero convenientemente avvenire tramite interruttore radiocomandato posto a monte dell'apparato utilizzatore, se non integrato direttamente nel suo interno.

Per gli impianti murati le barre di connessione possono essere collegate a specifiche scatole di derivazione e scatole portafrutti da incasso.

Le prese e i portalampade, radiocomandati o meno, hanno differenti scatole porta-frutti , da incasso o per esterno, adatte per la differente adeguata capienza di ognuna.

Gli spinotti di connessione ( fig.2 ) per gli impianti da incasso hanno anche una specifica versione che è da murare ed è congegnata per eliminare le scatole di derivazione, è innovativa poiché presenta un tratto di barra di connessione (fig.1) messa in posizione perpendicolare alla superficie dell'incasso (muro, soffitto ecc...), tale porzione di barra di connessione (fig.1) è destinata a fuoriuscire con angolo a 90 gradi rispetto alla superficie in cui è murata, terminata la finitura del muro può essere tagliata alla misura opportuna di circa 2cm dal muro stesso e dotata di un tappo di protezione il quale può dare accesso ai tubi conduttori (fig.1-1). può quindi essere utile per ispezionare elettricamente la linea, ma anche per la connessione degli appositi accessori a vista che possono essere predisposti, come il tappo con spia che segnala la presenza di alimentazione, con lo stesso principio può essere inserito qualunque ulteriore accessorio.

La barra di connessione (fig.1) costituisce il cuore dell'invenzione e contiene i corpi conduttori (fig.1-1) che possono essere convenientemente ma non esclusivamente a forma cilindrica, ricoperti da materiale isolante e termoresistente, in relazione alla destinazione d' utilizzo e alle necessarie dimensioni e caratteristiche elettriche e meccaniche.

I tubi conduttori (fig.1-1) sono corpi conduttori (fig.1-1) a forma di tubo, inglobati nella barra di connessione (fig.1) in posizione di appropriata distanza, l'attenzione del costruttore, stabilita la loro matrice, sta nel posizionarli in modo preciso e continuo per tutta la lunghezza, laddove si voglia ottenere una barra di connessione (fig.1) ridimensionabile, che possa quindi essere tagliata in qualunque punto.

V'è poi convenientemente la possibilità di realizzare delle barre di connessione (fig.1) non ridimensionabili, ossia non adatte ad essere tagliate, da usare nella lunghezza predefinita in fabbrica, ad esempio possono essere sostituiti i tubi conduttori (fig.1-1) realizzando il corpo conduttore (fig.1-1) con tondino a corpo pieno o in qualunque altra forma conveniente, tale corpo conduttore (fig.1-1) deve essere connesso in prossimità delle due estremità della barra di connessione (fig.1) con un tratto sufficiente stimabile in un minimo di circa 10 cm per parte di tubo conduttore (fig.1-1) cilindrico, necessario ad interfacciarsi con gli spinotti di connessione (fig.2), in tal modo anche l'aspetto esteriore a vista sarà identico a quello di una barra di connessione (fig.1) ridimensionabile.

La barra di connessione (fig.1) può essere fabbricata con qualunque forma, ad esempio quella di una cornice da parete, ma più convenientemente può essere mascherata, ossia inglobata dentro un secondo profilo avente una forma atta ad accoglierla, come un battiscopa o una cornice da parete, che può fungere allo stesso tempo da elemento di utilità e/o estetico, ma anche di fissaggio, l'estetica dell'impianto può quindi avere più modalità, con parti incassate, mascherate e a vista.

La barra di connessione (fig.1) può essere costituita convenientemente dai seguenti quattro elementi:

1- Il guscio esterno (fig.1-2) che può essere convenientemente realizzato in PCV o con idonei materiali plastici e può essere di varie forme ed anche con finiture estetiche.

2- Il materiale isolante dì riempimento (fig.1-3) che occuperà la parte interna distanziando, bloccando e isolando i corpi conduttori (fig.1-1), laddove per la costruzione di barre di connessione (fig.1) con dimensioni non eccessivamente minute, può essere anche valutato l'utilizzo di isolante poliuretanico ignifugo, con buone caratteristiche di resistenza al calore, benché sia da notare che per le realizzazioni più minute, destinate a bassa intensità di corrente, in relazione alla ridotta dimensione sia dei corpi conduttori (fig.1-1). sia della sezione complessiva della barra di connessione (fig.1), può anche essere conveniente utilizzare l'isolante in PVC per costituire un monoblocco fungente sia da guscio esterno (fig.1-2), sia da materiale isolante di riempimento (fig.1-3), sia da rivestimento isolante del corpo conduttore ( fig.1-4 ) per cui questi tre elementi possono anche coincidere.

3- Il rivestimento isolante del corpo conduttore ( fig.1-4 ) può essere realizzato con uno strato di guaina in PVC come per i cavi elettrici tradizionali, ma anche in molti altri modi in dipendenza della portata d'intensità e tensione elettrica che la barra di connessione (fig.1) dovrà sopportare e delle caratteristiche del materiale isolante di riempimento che viene utilizzato, come della distanza che in progettazione viene data tra i corpi conduttori (fig.1.1), possono quindi ricorrere i presupposti anche per eliminare l'esigenza del rivestimento isolante del corpo conduttore (fig.1-4) in quanto può essere già sufficiente il materiale isolante di riempimento (fig.1-3) oppure può essere sufficiente un diverso isolamento, quale a mero titolo di esempio con vernici elettro-isolanti, come accade per gli avvolgimenti dei motori elettrici.

4 - corpi conduttori (fig.1-1) sono adeguatamente distanziati, elettricamente isolati e meccanicamente bloccati per mezzo dello stesso materiale isolante di riempimento (fig.1-3), per i corpi conduttori (fig.1-1) è conveniente il ricorso all'alluminio e in subordine al rame, ma anche a combinazioni di leghe e/o metalli comunque differenti e più economici del rame, i corpi conduttori (fig.1-1) possono essere accessoriati con piccole alette quando serva rinforzare la presa meccanica determinata dal materiale isolante di riempimento. Rame e alluminio sono i conduttori di riferimento allo stato attuale della tecnica, ed è fondamentale rilevare come in comparazione ai tradizionali impianti, la barra di connessione (fig.1) si presti non solo per l'utilizzo del rame, ma soprattutto in modo eccellente per l'utilizzo del conduttore in alluminio, che costituisce la più valida alternativa al rame, unitamente al forte vantaggio economico che ne deriva.

L'alluminio è dotato di minor peso specifico e di un costo molto minore rispetto al rame, in quanto è il metallo più diffuso al mondo e la vita media di un cavo in alluminio è pressoché identica a quella di un cavo in rame, l'alluminio è testato da decenni di impiego nelle reti di distribuzione di energia elettrica ad alta tensione, mentre attualmente si ricorre al rame per gli impianti a bassa tensione.

Il prezzo dell'alluminio rilevato a gennaio del 2018 è di circa 2.232 EUR/tonnellata contro il rame a 7.050 EUR/tonnellata.

L'alluminio ha in suo sfavore una maggiore resistività, se comparato al rame dovrà avere una sezione maggiorata del 60% per avere equivalente resistenza elettrica.

L'alluminio ha in suo favore un minor peso specifico, quello laminato pesa 2,75 kg/dm3, molto inferiore al rame che è di 8,93 kg/dm3, pertanto a parità di peso con l'alluminio si ottiene una quantità di materiale molto maggiore, ossia circa del 325% in più.

Nella comparazione si rileva il fattore di equivalenza elettrica dei due conduttori, useremo quindi a seguire le sigle dei metalli laddove Al=Alluminio e Cu=Rame.

Per l'equivalente resistenza elettrica Cu e Al hanno sezioni differenti e il rapporto della sezione Al diviso per la sezione Cu è prossimo a 1,6 in relazione al rapporto tra la resistività Al=0,028 (Ohm per mm2 /m ) e la resistività Cu =0,017 (Ohm per mm2 /m ). il rapporto tra il ∅ Al e ∅ Cu pertanto è V 1,6 = 1,3

A parità di resistività elettrica il rapporto di massa Al/Cu = 0,5 = 1⁄2 , pertanto per le linee elettriche sarà sufficiente 1Kg di Al alluminio per sostituire 2kg di Cu rame.

Il risultato economico è che per ogni 1.000 euro spesi in alluminio bisognerebbe spendere in rame circa 6.300 euro, fermo restando l'istante dei prezzi rilevati nel gennaio 2018. Per le potenzialità del sistema in invenzione, appare ragionevole l'uso di alluminio.

Per il dimensionamento della barra di connessione (fig.1) ai fini della produzione industriale, preso in considerazione il tubo conduttore come forma di realizzazione per i corpi conduttori (fig.1-1), si ottiene una barra di connessione (fig.1) che può essere tagliata in ogni punto, pertanto per un impianto di utenza domestica da 3KW/h servono 3 corpi conduttori (fig.1-1), il cui diametro interno occupato dal vuoto è 0 3,4mm e l'estero è ∅ 5mm, quindi lo spessore del tubo è 0,8 mm, vista l'area del cerchio ( A = πr<2>) si calcola la sezione del conduttore in alluminio che è di 10.55 mm2 come di seguito esposto (3,14x(5/2)x(5/2)) - (3,14x(3,4/2)x(3,4/2)) = 19,62-9,07 =10,55 mm2

Il conduttore in rame di più grande sezione prescritto per questo tipo di impianto è da 6 mm2 utilizzato per le dorsali principali, l'equivalente in alluminio è pari a 6x1,6 = 9,6 mm2, adotteremo per questo esempio il conduttore già calcolato da 10,55 mm2, gli spinotti in alluminio per conseguenza hanno una sezione da 9,07 mm2 e possono essere anche in rame che in equivalenza elettrica ha una sezione di 6,00 mm2, quindi se in questo caso si utilizzano spinotti in rame essi potranno avere anche un foro centrale in asse da ∅ 2 mm che permette aerazione nel tunnel interno del corpo conduttore che può in tal modo divenire un tubo conduttore aerato.

Per il tubo conduttore aerato va chiarito che è vero che la conducibilità termica dell'aria è di 0,026 W/mK ossia di circa 6 volte inferiore a quella del PVC che è di 0,159 W/mK , ma nei tradizionali cavi elettrici il PVC è un elemento statico, mentre nel caso sopra esposto l'aria all'interno del tubo conduttore aerato è un elemento che può essere dinamico e rinnovabile, tale principio è comunque una caratteristica del sistema in invenzione.

Per semplificazione, nella barra di connessione ( fig.1 ) in progettazione i tubi conduttori sono isolati sulla superficie esterna del tubo con vernice elettro-isolante e poi in ogni direzione con uno strato da 3,5 mm di copertura isolante in PVC che avrà contemporanea funzione di materiale isolante di riempimento (fig.1-3) e guscio esterno (fig.1-2).

Otteniamo in tal modo una barra di connessione (fig.1) con dimensione di 2,9 cm di altezza x 1,2 cm di profondità che costituisce lo strumento di massimo dimensionamento per la tipologia d'uso di destinazione, ossia i più comuni impianti elettrici domestici da 3 KWh. Se si considera che in un impianto tradizionale con cavi in rame, il tubo corrugato utile per gli equivalenti 3 cavi da 6 mm2 deve avere almeno ∅ 30mm, si può asserire che il risultato ottenuto con la barra di connessione appena calcolata, pur avendo utilizzato il conduttore in alluminio (più voluminoso), sia un eccezionale risultato, sotto tutti i punti di vista.

Per economizzare sulla spesa del conduttore nelle dorsali secondarie, dove si userebbe cavo in rame da 2,5 mm2 per prese da 16A e da 1,5 mm2 per i punti luce, si può mantenere l'identico formato della barra di connessione (fig.1), dimezzando semplicemente lo spessore dei tubi conduttori, ma il costo del conduttore in alluminio abbiamo visto essere di circa 1/6 di quello in rame, pertanto con tale operazione di dimezzamento si raggiunge un risparmio che in rapporto è pari appena a 1/12, può quindi risultare conveniente tralasciare il risparmio e favorire la sicurezza, eseguendo l'impianto in modo uniforme, in tal modo che tutto l'impianto eseguito sia dimensionato per le massime prestazioni, ossia idoneo a sopportare il carico massimo ammesso in ogni punto dell'impianto stesso, raggiungendo in tal modo un obiettivo estremamente importante, consistente nell'aver realizzato un impianto di alto livello qualitativo a costi indubbiamente molto contenuti.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1 - La presente invenzione denominata " Sistema con barra di connessione a innesto per la realizzazione di impianti elettrici" è costituita da un dispositivo principale denominato barra di connessione (fig.1) utile per la trasmissione di energia elettrica e/o linea dati, per la formazione di linee elettriche e di impianti elettrici, la barra di connessione (fig.1) è un dispositivo con una forma che si sviluppa in senso lineare, similmente ad un asta e forma un oggetto solidamente strutturato, comprendente al suo interno i corpi conduttori (fig.1-1) convenientemente ma non esclusivamente a forma di tubo e in tal caso denominati tubi conduttori (fig.1-1) che allo stato attuale della tecnica sono convenienti in alluminio e in subordine in rame, comprendente al suo interno il rivestimento isolante dei corpi conduttori (fig.1-4), comprendente al suo interno il materiale strutturale di riempimento che convenientemente può essere isolante (fig.1-3), comprendente il materiale costituente il guscio esterno che convenientemente può essere isolante (fig.1-2). laddove i materiali di cui agli ultimi tre punti (fig.1 punti 2-3-4) possono essere in tutto o in parte coincidenti tra loro, per comprensione si riporta a titolo d'esempio il caso dei corpi conduttori (fig.1-1) ricoperti unicamente da una massa in PVC, che contemporaneamente assolve le funzioni predette, ossia funge da rivestimento isolante dei corpi conduttori (fig.1-4) , da materiale strutturale di riempimento (fig.1-3) e da guscio esterno (fig.1-2) . 2 - La barra di connessione (fig.1) è un congegno che contiene i corpi conduttori (fig.1-1) convenientemente a forma di tubo, secondo rivendicazione 1, che può essere nella sua lunghezza ridimensionabile rispetto alle dimensioni di fabbricazione attraverso il taglio. 3 - La barra di connessione (fig.1) è un congegno che contiene i corpi conduttori (fig.1-1) convenientemente a forma di tubo secondo rivendicazione 1 e può essere collegato elettricamente per mezzo di spinotti maschi inseriti nel tubo conduttore (fig.1-1) per innesto a pressione, denominati spinotti di connessione (fig.2), con sistema simile a quello delle spine elettriche, per comprensione si cita a mero titolo di esempio per similitudine la spina maschio di tipo L italiana. 4 - La barra di connessione (fig.1) è un congegno che contiene i corpi conduttori (fig.1-1) convenientemente a forma di tubo, secondo rivendicazione 1 e che può essere collegato elettricamente per mezzo di un connettore denominato vite-spinotto di connessione (fig.3) il quale contiene i perni di connessione (fig.3-13), i morsetti a vite (fig.3- 10) e i connettori per vite-spinotto (fig.3-17); i perni di connessione (fig.3-13) sono serrati per avvitamento dal lato filettato nei tubi conduttori (fig.1-1), con sistema autofi Iettante oppure dapprima filettati con una filiera maschio, ossia un comune utensile atto alla creazione dei filetto femmina, i perni di connessione (fig.3-13) vengono poi connessi dal lato liscio con i morsetti a vite (fig.3-10) simili ai morsetti a vite utilizzati oggigiorno per le connessioni degli impianti elettrici civili, mentre i connettori per vite-spinotto (fig.3-17) possono permettere una connessione semplificata mediante la fornitura di un gruppo predefinito di connettori precablati secondo specifiche esigenze, ad esempio per connessioni a due vie, a tre vie e con lo stesso principio procedendo in aumento, si avranno in tal modo i connettori per vite-spinotto precabiati (fig.3) che rendono praticità nell'eseguire le connessioni con impossibilità di commettere errori nello schema elettrico da realizzare. 5 - Le barre di connessione (fig.1) vengono collegate tra loro per formare una linea di trasmissione di energia elettrica e/o di trasmissione dati, per mezzo di appositi congegni come da rivendicazioni 3 e 4, anche con possibilità di utilizzo di scatole di derivazione. La barra di connessione (fig.1) può anche essere realizzata con una forma ottimale sia per interfacciarsi con gli spinotti di connessione (fig.2) sia per favorire la buona tenuta della guarnizione da spinotto (fig.2-5) per poter formare un sistema con buona tenuta idraulica e meccanica della giunzione, preservando la connessione elettrica. la barra di connessione (fig.1) può contenere un numero indefinito di corpi conduttori (fig.1-1), ergo a partire da uno e fino a numerose centinaia, in quanto oltre alla trasmissione di energia elettrica può eseguire anche la trasmissione dati, ergo anche con utilizzo contemporaneo di più conduttori di diverso tipo, compresi fasci di fibra ottica. 8 - La barra di connessione (fig.1) può contenere corpi conduttori (fig.1-1) di forma differente da quella a tubo, secondo rivendicazione 1 e può essere formata al proprio interno anche con corpi conduttori (fig.1-1) di differente forma anche in coesistenza, anche tra loro connessi, a mero titolo di esempio può essere utilizzato un corpo conduttore (fig.1-1) in tondino di metallo pieno, connesso in prossimità delle due estremità di lunghezza con parti di tubo conduttore (fig.1-1), nel caso di specie potendo interfacciarsi con gli spinotti di connessione (fig.2) e dando origine ad una barra di connessione (fig.1) non ridimensionabile, da utilizzare nella lunghezza predefinita in fase di fabbricazione. 9 - La barra di connessione (fig.1) si sviluppa in lunghezza come da rivendicazione 1 e può essere realizzata con qualunque forma del profilo, sia funzionale che estetico, pertanto anche con forma in grado di determinarne il mascheramento, a titolo di esempio a forma di battiscopa o di bordature da muro e può essere realizzato anche un sistema a componenti distinti e separati, a titolo di esempio esplicativo, con un profilo a bordatura da parete avente una sagoma interna in grado di accogliere la barra di connessione (fig.1) e che oltre a mascherarla può anche fungere da supporto di fissaggio della stessa. 10 - La barra di connessione (fig.1) ha la caratteristica di poter avere tubi conduttori (fig.1-1) aerati nella parte interna del tubo, per mezzo di spinotti dotati di foratura che permette il rinnovamento dellaria presente allintemo del tubo conduttore (fig.1-1).