IT201800004438A1 - Struttura di contenimento per trasformatori e metodo di realizzazione di tale struttura. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale avente titolo "STRUTTURA DI CONTENIMENTO PER TRASFORMATORI E METODO DI REALIZZAZTONE DI TALE STRUTTURA"

CAMPO TECNICO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione è relativa al settore della realizzazione dei trasformatori elettrici.

In particolare, la presente invenzione è relativa alle strutture di contenimento per trasformatori elettrici.

L'invenzione è relativa altresì ad un metodo di realizzazione di tali strutture.

DESCRIZIONE DELLO STATO DELLA TECNICA

È noto nelle reti di distribuzione dell'energia l'impiego di trasformatori per l'innalzamento o abbassamento delle tensioni impiegate.

Trasformatori di tipo noto prevedono l' impiego di strutture di contenimento, comunemente dette casse, all'interno delle quali vengono alloggiate le parti componenti del trasformatore stesse, principalmente gli avvolgimenti ed il nucleo di confinamento del flusso magnetico.

Nel caso di potenze impiegate di un elevato valore, ad esempio potenze dell’ordine dei 10MVA, sono altresì note particolari precauzioni per garantire lo smaltimento del calore prodotto dalle perdite cui è afflitto il trasformatore stesso, come ad esempio le perdite per effetto joule della corrente che scorre negli avvolgimenti o perdite per isteresi del nucleo.

In trasformatori di tipo noto, il calore dissipato per effetto delle perdite nel trasformatore viene smaltito tramite un sistema di raffreddamento.

In un sistema di raffreddamento di tipo noto il trasformatore viene immerso in olio in condizioni di vuoto all’interno della cassa di ricevimento. La cassa è pertanto normalmente del tipo sottovuoto.

La cassa oltre a consentire il contenimento dell’olio di raffreddamento deve essere in grado di sopportare le sollecitazioni meccaniche cui è sottoposto il trasformatore, in particolare durante il suo trasporto.

Allo scopo, secondo la tecnica nota, la superficie esterna del trasformatore viene rinforzata mediante l’applicazione di barre di rinforzo applicate, preferibilmente tramite saldature. I trasformatori appartenenti allo stato della tecnica presentano tuttavia alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente dei trasformatori di tipo noto è costituito dalla pericolosità che gli stessi presentano in caso di esplosioni/deflagrazioni, in particolare a seguito di surriscaldamento.

L’esplosione e/o la deformazione delle superfici che definiscono le casse di contenimento dei trasformatori possono infatti causare il distacco delle barre di rinforzo. Le barre medesime possono saltare ed essere lanciate pericolosamente contro oggetti e/o persone nell’area circostante causando gravi danni a cose e/o persone.

E scopo della presente invenzione superare almeno in parte gli inconvenienti della tecnica noti.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è quello di proporre una soluzione per trasformatori elettrici che permetta di ridurre i rischi derivanti da eventuali esplosioni/deflagrazioni, in particolare a seguito di surriscaldamento.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di proporre una soluzione che permetta di aumentare la resistenza meccanica dei trasformatori rispetto ai sistemi di tipo noto.

SOMMARIO DELLA PRESENTE INVENZIONE

La presente invenzione si basa sulla considerazione generale di realizzare una struttura di contenimento per un trasformatore elettrico, detta struttura comprendendo una o più superfici di contenimento atte a definire uno spazio di contenimento per componenti di detto trasformatore elettrico, in cui dette una o più superficie di contenimento comprendono una o più nervature di rinforzo.

In un suo primo aspetto la presente invenzione si riferisce, pertanto, ad una struttura di contenimento per un trasformatore elettrico, detta struttura comprendendo una o più superfici di contenimento atte a definire uno spazio di contenimento per componenti di detto trasformatore elettrico, detta una o più superfici di contenimento comprendendo mezzi di rinforzo; in cui detti mezzi di rinforzo comprendono una o più nervature costituite da una porzione in risalto rispetto a dette una o più superfici di contenimento,

In una forma preferita di realizzazione, dette una o più nervature si estendono prevalentemente lungo una direzione longitudinale su dette una o più superfici di contenimento. Secondo una forma di realizzazione preferita, la struttura di contenimento comprende una pluralità di dette superfici di contenimento unite tra loro e disposte in forma scatolare per definire detto spazio di contenimento.

Preferibilmente, dette superfici di contenimento sono unite tra loro tramite una saldatura.

In un suo secondo aspetto la presente invenzione ha per oggetto un metodo per la realizzazione di una struttura di contenimento per un trasformatore elettrico, detta struttura comprendendo una o più superfici di contenimento atte a definire uno spazio di contenimento per componenti di detto trasformatore elettrico, dette una o più superfici di contenimento comprendendo mezzi di rinforzo; in cui il metodo comprende le seguenti fasi:

- predisporre una lastra atta a definire dette una o più superfici di contenimento;

- realizzare uno o più intagli in posizioni predeterminate di detta lastra;

- formare una o più nervature per deformazione di detta lastra per definire una corrispondente porzione in risalto, almeno una porzione di dette una o più nervature essendo realizzata in una posizione adiacente ad almeno uno di detti uno o più intagli.

In una forma preferita di realizzazione, dette una o più nervature si estendono prevalentemente lungo una direzione longitudinale su detta lastra.

Preferibilmente, detti uno o più intagli sono realizzati in una posizione adiacente ad una estremità di detta nervatura.

Secondo una forma di realizzazione preferita, detti uno o più intagli sono realizzati in una posizione intermedia tra due di dette nervature.

In una forma preferita di realizzazione, il metodo comprende una fase di esecuzione di una saldatura di detti uno o più intagli dopo detta fase di formatura di dette una o più nervature.

Preferibilmente, il metodo comprende una fase di unione di una pluralità di dette superfici di contenimento in forma scatolare per definire detto spazio di contenimento.

In una forma preferita di realizzazione, detta fase di unione di detta pluralità di superfici comprende una fase di saldatura.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori vantaggi, obiettivi e caratteristiche nonché forme di realizzazione della presente invenzione sono definiti nelle rivendicazioni e saranno chiariti nel seguito per mezzo della descrizione seguente, nella quale è fatto riferimento alle tavole di disegno allegate; nei disegni, caratteristiche e/o parti componenti corrispondenti o equivalenti della presente invenzione sono identificate dagli stessi numeri di riferimento. In particolare, nelle figure:

- la figura 1 mostra in vista assonometrica una struttura di contenimento per trasformatori secondo una preferita forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 mostra in vista esplosa la struttura di contenimento di figura 1 ;

- la figura 3 mostra un particolare di figura 2;

- la figura 4 rappresenta in vista assonometrica una macchina operatrice utilizzata per la realizzazione della struttura di contenimento di figura 1 ;

- la figura 5 mostra un dettaglio della macchina operatrice di figura 4;

- la figura 6 mostra la macchina operatrice di figura 4 ed un primo elemento utilizzato per la realizzazione della struttura di contenimento di figura 1 ;

- la figura 7 rappresenta una vista in piano dell’elemento mostrato in figura 6;

- le figure da 8 a 12 rappresentano alcune fasi durante la realizzazione di un primo componente della struttura di contenimento di figura 1 ;

- la figura 13 mostra in vista assonometrica il componente ottenuto nelle precedenti fasi di realizzazione mostrate nelle figure da 8 a 12;

- la figura 14 mostra la macchina operatrice di figura 4 ed un secondo elemento utilizzato per la realizzazione della struttura di contenimento di figura 1 ;

- la figura 15 rappresenta una vista in piano dell’elemento mostrato in figura 14;

- le figure da 16 a 21 rappresentano alcune fasi durante la realizzazione di un secondo componente della struttura di contenimento di figura 1 ;

- la figura 22 mostra in vista assonometrica il componente ottenuto nelle precedenti fasi di realizzazione mostrate nelle figure da 16 a 21.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PRESENTE

INVENZIONE

La presente invenzione verrà ulteriormente chiarita per mezzo della descrizione dettagliata seguente di una sua forma di realizzazione preferita rappresentata nelle tavole di disegno.

Va comunque notato che la presente invenzione non è limitata alla forma di realizzazione particolare descritta nel seguito e rappresentata nelle tavole di disegno; va piuttosto notato che la forma di realizzazione descritta nel seguito e rappresentata nelle tavole di disegno chiarisce alcuni aspetti della presente invenzione, lo scopo della quale è definito dalle rivendicazioni. La presente invenzione va quindi considerata come comprensiva di tutte quelle variazioni e/o modifiche che appariranno chiare all’uomo del mestiere,

Va inoltre considerato che la presente invenzione trova applicazione particolarmente vantaggiosa nel campo della realizzazione di trasformatori elettrici provvisti di sistemi di raffreddamento. E quindi per questa ragione che nel seguito si farà riferimento ad un trasformatore elettrico di tale tipo. Va comunque puntualizzato che la presente invenzione non è limitata alla realizzazione di un trasformatore elettrico di tale tipo. Al contrario, la presente invenzione trova conveniente applicazione in tutti i casi che prevedono la realizzazione di un trasformatore elettrico provvisto di una struttura di contenimento.

In figura 1 , col numero di riferimento 1 è identificata una forma di realizzazione preferita della struttura di contenimento per un trasformatore elettrico secondo la presente invenzione, nel seguito indicata per semplicità anche col termine cassa.

Per motivi di chiarezza, le parti componenti del trasformatore, comprendenti principalmente gli avvolgimenti ed il nucleo di confinamento del flusso magnetico, che vengono ricevute allinterno della cassa 1 non sono mostrate nelle figure. Preferibilmente, le parti componenti del trasformatore sono immerse in olio in condizioni di vuoto all’interno della cassa 1 per favorire lo smaltimento del calore prodotto dalle perdite cui è afflitto il trasformatore stesso, come ad esempio le perdite per effetto joule della corrente che scorre negli avvolgimenti o perdite per isteresi del nucleo.

Alla cassa 1 sono preferibilmente associati elementi accessori, come ad esempio un conservatore C per consentire l’espansione dell’olio in funzione alla temperatura e per compensare la sua espansione durante il funzionamento con temperature ambienti elevate.

Altri elementi accessori possono comprendere, ad esempio, una o più torrette isolatori alta tensione V (che sostengono un isolatore), una o più valvole di sovrappressione V 1 (che intervengono se all’interno della cassa 1 si formano dei gas), una o più torrette isolatori bassa tensione V2 (che sostengono un isolatore), almeno una valvola di intercettazione V3 (permette di aprire o chiudere il flusso del fluido, preferibilmente olio).

La cassa 1 presenta preferibilmente una forma scatolare comprendente superfici di contenimento, più preferibilmente quattro superfici laterali 12a, 12b, 14a, 14b, una superficie di fondo 16a (non visibile) ed una superficie di copertura 16 b .

Le superfici di contenimento 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 1 6 b definiscono uno spazio di contenimento 18 per le parti componenti del trasformatore elettrico.

Secondo un vantaggioso aspetto della presente invenzione, le superfici di contenimento, più preferibilmente le superfici laterali 12a, 12b, 14a, 14b comprendendo mezzi di rinforzo 20, meglio visibili in fig. 3.

I mezzi di rinforzo 20 comprendono, preferibilmente, una pluralità di nervature 22a, 22b, 24a, 24b costituite da rispettive porzione in risalto rispetto alla corrispondente superficie di contenimento 12a, 12b, 14a, 14b.

Nella forma realizzativa illustrata e descritta nel seguito, la prima superficie laterale 12a comprende sei nervature 22a che si estendono longitudinalmente lungo una direzione verticale sulla prima superficie laterale 12a; la seconda superficie laterale 12b, opposta alla prima superficie laterale 12a, comprende sei nervature 22b che si estendono longitudinalmente lungo una direzione verticale sulla seconda superficie laterale 12b ; la terza superficie laterale 14a comprende una nervatura 24a che si estende longitudinalmente lungo una direzione verticale sulla terza superficie laterale 14a; la quarta superficie laterale 14b, opposta alla terza superficie laterale 14a, comprende due nervature 24b che si estendono longitudinalmente lungo una direzione verticale sulla quarta superficie laterale 14b.

In varianti realizzative, tuttavia, il numero e/o la forma e/o la posizione delle nervature lungo la rispettiva superficie di contenimento potrà essere differente.

Le nervature di rinforzo 22a, 22b, 24a, 24b sono preferibilmente definite da porzioni in risalto rispetto alla superficie 12a, 12b, 14a, 14b in cui sono realizzate,

Preferibilmente, le superfici 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16 b che definiscono la cassa 1 sono unite reciprocamente in corrispondenza dei loro bordi tramite saldatura.

Nel seguito, verranno descritte alcune fasi rilevanti nella realizzazione della cassa 1 di figura 1.

In particolare, ed a titolo esemplificativo, verranno descritte nel seguito le fasi di realizzazioni di due superfici di contenimento 12a e 14a della cassa 1.

Più in particolare, con riferimento alle figure da 4 a 13, verranno descritte le fasi di realizzazione della terza superficie laterale 14a su cui è definita una unica nervatura 24a mentre, con riferimento alle figure da 14 a 22, verranno descritte le fasi di realizzazione della prima superficie laterale 12a su cui sono definite sei nervature 22a.

La terza superficie laterale 14a ottenuta tramite il metodo dell’invenzione è mostrata in particolare in fig. 13 e la prima superficie laterale 12a ottenuta tramite il metodo dell’invenzione è mostrata in particolare in fig. 22.

Per l’implementazione del metodo di realizzazione delle superfici secondo l’invenzione, viene impiegata innanzitutto una macchina operatrice identificata dal numero di riferimento 100 (fig. 4).

La macchina operatrice 100 comprende una struttura di supporto 102 nella quale trovano posto inferiormente un primo stampo 1 10 e superiormente un secondo stampo 120, mostrati in particolare in figura 5.

La macchina operatrice 100 è preferibilmente utilizzata per la formazione di una nervatura di predeterminata lunghezza. Preferibilmente il primo stampo inferiore 1 10 è mantenuto fisso mentre il secondo stampo superiore 120 è movibile verso il primo stampo 1 10, come verrà meglio descritto in seguito.

In varianti realizzative, tuttavia, il movimento reciproco tra il primo ed il secondo stampo 1 10, 120 potrà essere ottenuto muovendo reciprocamente i due stampi con movimenti combinati di uno e/o entrambi gli stampi 1 10, 120.

Il primo stampo 1 10 comprende preferibilmente una superficie di formatura concava 1 12 atta a definire la desiderata forma della nervatura.

Il secondo stampo 120 comprende preferibilmente una superficie di formatura convessa 122 atta ad essere disposta frontalmente alla superficie di formatura concava 1 12 del primo stampo 1 10.

La macchina operatrice 100 è preferibilmente provvista di mezzi di movimentazione 130 atti a muovere reciprocamente il primo stampo 1 10 ed il secondo stampo 120 uno verso l’altro per far inserire almeno parzialmente la superficie di formatura convessa 122 del secondo stampo 120 nella superficie di formatura concava 1 12 del primo stampo 1 10.

La movimentazione del secondo stampo 120 verso il primo stampo 1 10 con l’inserimento della superficie di formatura convessa 122 del secondo stampo 120 nella superficie di formatura concava 1 12 del primo stampo 1 10 permette la realizzazione della nervatura desiderata nel materiale che costituisce la superficie tramite deformazione.

Il materiale, preferibilmente metallico e preferibilmente in forma di lastra, viene interposto tra il primo stampo 1 10 ed il secondo stampo 120 per realizzare la deformazione e l’ottenimento della nervatura desiderata.

La prima fase del metodo di realizzazione della terza superficie laterale 14a, come mostrato in figura 6, prevede innanzitutto la predisposizione di una lastra 214 da inserire nella macchina operatrice 100.

Su tale lastra 214, come meglio illustrato in fig. 7, sono realizzati due intagli 216a, 216b. Preferibilmente, tali intagli 2 16a, 2 16b sono allineati lungo una direzione principale X che, come vedremo in seguito, definiscono la direzione di sviluppo della nervatura 24a.

La lastra 214 con gli intagli 216a, 2 16b viene quindi interposta tra il primo ed il secondo stampo 1 10, 120 (fig. 9). Il secondo stampo 120 viene movimentato verso il primo stampo 1 10 (fig. 10) con l’inserimento della superficie di formatura convessa 122 del secondo stampo 120 nella superficie di formatura concava 1 12 del primo stampo 1 10 per la realizzazione della nervatura 24a nella lastra 214 ed ottenere quindi la terza superficie laterale 14a.

Il secondo stampo 120 viene quindi separato dal primo stampo 1 10 (fig. 1 1) e la terza superficie laterale 14a viene quindi estratta (fig. 12).

Vantaggiosamente, gli intagli 216a, 2 16 b presenti nella lastra 214 consentono la corretta deformazione della lastra 214 per opera del primo e del secondo stampo 1 10, 120 per effettuare la nervatura 24a. Gli intagli 216a, 216b permettono di evitare il corrugamento del materiale per opera dell’azione di deformazione del primo e secondo stampo 1 10, 120 in corrispondenza delle estremità della nervatura 24a.

In una successiva fase del metodo, gli intagli 216a, 2 1 6 b sono preferibilmente sottoposti ad una fase di saldatura in modo da migliorare le caratteristiche di resistenza meccanica della terza superficie laterale 14a.

Analogamente, la prima fase del metodo di realizzazione della prima superficie laterale 12a, come mostrato in figura 14, prevede innanzitutto la predisposizione di una lastra 224 da inserire nella macchina operatrice 100.

Su tale lastra 224, come meglio illustrata in fig. 15, sono realizzati una pluralità di intagli 226. Preferibilmente, tali intagli 226 sono realizzati in posizione intermedia tra due nervature 22a adiacenti.

La lastra 224 con gli intagli 226 viene quindi interposta tra il primo ed il secondo stampo 1 10, 120 ed il secondo stampo 120 viene movimentato verso il primo stampo 1 10 (fig. 16) per la realizzazione della prima delle sei nervature 22a.

La lastra 224 viene quindi spostata per realizzare in successione le rimanenti nervature 22a (figure da 17 a 21). La prima superficie laterale 12a viene quindi estratta (fig.

22).

Vantaggiosamente, gli intagli 226 presenti nella lastra 224 consentono la corretta deformazione della lastra 224 per opera del primo e del secondo stampo 1 10, 120 per effettuare le nervature 22a. Gli intagli 226 permettono di evitare il corrugamento del materiale per opera dell’azione di deformazione del primo e secondo stampo 1 10, 120 in corrispondenza delle estremità della nervatura 22a.

In una successiva fase del metodo, gli intagli 226 sono preferibilmente sottoposti ad una fase di saldatura in modo da migliorare le caratteristiche di resistenza meccanica della prima superficie laterale 12a.

Si è quindi dimostrato per mezzo della presente descrizione che la struttura di contenimento per trasformatori secondo la presente invenzione, permette di raggiungere gli scopi prefissati. In particolare, la struttura di contenimento permette di ridurre i rischi derivanti da eventuali esplosioni/deflagrazioni, in particolare a seguito di surriscaldamento.

Vantaggiosamente, infatti, le nervature secondo la presente invenzione consentono di conferire una elevata resistenza meccanica alle superfici laterali della struttura di contenimento. In caso di esplosioni/deflagrazioni, è escluso il rischio di distacco di pezzi dalla superficie esterna della struttura di contenimento, come avviene invece nei sistemi di tipo noto.

Sebbene la presente invenzione sia stata chiarita precedentemente per mezzo della descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione rappresentata nelle tavole di disegno, la presente invenzione non è limitata alla forma di realizzazione descritta precedentemente e rappresentata nelle tavole di disegno; al contrario, ulteriori varianti della forma di realizzazione descritta rientrano nello scopo della presente invenzione, scopo definito dalle rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Struttura di contenimento (1) per un trasformatore elettrico, detta struttura ( 1 ) comprendendo una o più superfici di contenimento ( 12a, 12 b, 14a, 14b, 16a, 16b) atte a definire uno spazio di contenimento (18) per componenti di detto trasformatore elettrico, detta una o più superfici di contenimento (12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b) comprendendo mezzi di rinforzo (20), caratterizzata dal fatto che detti mezzi di rinforzo (20) comprendono una o più nervature (22a, 22b, 24a, 24b) costituite da una porzione in risalto rispetto a dette una o più superfici di contenimento ( 12a, 12b, 14a, 14b).
2. 2) Struttura di contenimento (1 ) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che dette una o più nervature (22a, 22b, 24a, 24b) si estendono prevalentemente lungo una direzione longitudinale su dette una o più superfici di contenimento (12a, 1 2 b , 14a, 14b).
3. 3) Struttura di contenimento (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di dette superfici di contenimento ( 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b) unite tra loro e disposte in forma scatolare per definire detto spazio di contenimento.
4. 4) Struttura di contenimento ( 1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette superfici di contenimento ( 12a, 12 b , 14a, 14 b , 16a, 16b) sono unite tra loro tramite una saldatura.
5. 5) Metodo per la realizzazione di una struttura di contenimento ( 1) per un trasformatore elettrico, detta struttura (1 ) comprendendo una o più superfici di contenimento ( 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b) atte a definire uno spazio di contenimento per componenti di detto trasformatore elettrico, dette una o più superfici di contenimento (12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b) comprendendo mezzi di rinforzo (20), caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - predisporre una lastra (214; 224) atta a definire dette una o più superfici di contenimento ( 12a, 14a); - realizzare uno o più intagli (216a, 216b; 226) in posizioni predeterminate di detta lastra (214; 224); - formare una o più nervature (22a, 22b, 24a, 24b) per deformazione di detta lastra (214; 224) per definire una corrispondente porzione in risalto, almeno una porzione di dette una o più nervature (22a, 22b, 24a, 24b) essendo realizzata in una posizione adiacente ad almeno uno di detti uno o più intagli (216a, 216b; 226).
6. 6) Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che dette una o più nervature (22a, 22b, 24a, 24b) si estendono prevalentemente lungo una direzione longitudinale su detta lastra (214; 224).
7. 7) Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzata dal fatto che detti uno o più intagli sono realizzati in una posizione adiacente ad una estremità di detta nervatura.
8. 8) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzata dal fatto che detti uno o più intagli (226) sono realizzati in una posizione intermedia tra due di dette nervature (22a, 22b).
9. 9) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzata dal fatto di comprendere una fase di esecuzione di una saldatura di detti uno o più intagli (216a, 216b; 226) dopo detta fase di formatura di dette una o più nervature (22a, 22b, 24a, 24b).
10. 10) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 9, caratterizzata dal fatto di comprendere una fase di unione di una pluralità di dette superfici di contenimento ( 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b) in forma scatolare per definire detto spazio di contenimento. 1 1 ) Metodo secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che detta fase di unione di detta pluralità di superfici contenimento ( 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b) comprende una fase di saldatura.