IT201800006119A1

IT201800006119A1 - Elemento a barra per un condotto a barre

Info

Publication number: IT201800006119A1
Application number: IT102018000006119A
Authority: IT
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2019-12-07
Also published as: HUE059512T2; EP3804063A1; CO2020015505A2; WO2019234532A1; EP3804063B1

Description

TITOLO: “Elemento a barra per un condotto a barre”

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione si sviluppa nel settore dei condotti a barre per la distribuzione di energia elettrica, ad esempio all’interno di edifici industriali. In particolare, l’invenzione riguarda l’isolamento degli elementi a barra del condotto.

Descrizione dello stato della tecnica

I condotti a barre comprendono pluralità di elementi a barra che si sviluppano prevalentemente all’interno di un involucro, affiancati fra loro. Ciascun elemento a barra comprende una barra conduttrice che, per la sua porzione principale, ha un’estensione rettilinea e sostanzialmente piatta, con due facce opposte. In corrispondenza delle porzioni principali, le facce delle barre conduttrici sono ravvicinate ed affacciate fra loro.

Ciascun elemento a barra comprende inoltre uno strato di materiale elettricamente isolante, ad esempio Polietilene tereftalato (PET) nella forma di una pellicola, che avvolge almeno parzialmente la barra conduttrice. Lo strato isolante previene il cortocircuito fra diverse barre, e per garantire un migliore isolamento possono essere previsti più strati isolanti sovrapposti.

Le porzioni principali degli elementi a barra sono premute fra loro entro l’involucro ad una pressione significativa a favorire la conduzione di calore verso l’esterno dell’involucro, con gli strati isolanti interposti fra le barre conduttrici.

Gli elementi a barra si distanziano fra loro in corrispondenza di piegature delle barre conduttrici, ove terminano le porzioni principali, allo scopo ad esempio di connettere in serie due condotti a barra o di connettere utenze elettriche in derivazione dal condotto. In tali porzioni distanziate possono essere presenti regioni prive di isolante adibite appunto alla connessione. Lo strato isolante comunque si estende in genere ben oltre le piegature, fino alle regioni di connessione vere e proprie.

Lo strato isolante può essere associato alla rispettiva barra conduttrice, con l’applicazione di una colla attivabile a pressione, prima o dopo che la barra venga piegata. Ove le barre sono premute fra loro, il corretto posizionamento dell’isolante è quindi assicurato. Nelle porzioni divergenti delle barre, invece, la pressione necessaria è esercitata da un nastro adesivo che viene avvolto attorno allo strato isolante. La superficie interna del nastro adesivo presenta in particolare un collante che necessita di superfici prive di olii per garantire un fissaggio allo strato isolante che sia stabile durante la vita del condotto a barre.

Riscaldamenti degli isolanti per poterli eventualmente saldare possono pregiudicare le proprietà dielettriche dello strato isolante. Tale fenomeno di deterioramento risulta molto variabile statisticamente, e ciò impedisce di prendere provvedimenti preventivi che siano al contempo economici ed efficaci per il mantenimento dell’isolante. Ovviamente il danneggiamento dello strato isolante può causare perdite di potenza con surriscaldamenti locali ed ulteriore deterioramento, e finanche cortocircuiti.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è di risolvere i problemi evidenziati in relazione alla tecnica nota, ed in particolare di garantire un posizionamento corretto dello strato isolante senza comprometterne le proprietà di isolamento.

Questo ed altri scopi sono conseguiti mediante un elemento a barra o un condotto a barre secondo una qualsiasi delle unite rivendicazioni.

L’invenzione prevede un elemento di compressione, ad esempio una reggetta, la cui superficie interna risulta svincolata dallo strato elettricamente isolante. L’elemento di compressione viene quindi assicurato strettamente attorno allo strato isolante senza bisogno di collanti che richiedano né pulizia né riscaldamento e che possono portare ad una diminuzione delle prestazioni dello strato isolante.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una possibile forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo nell’insieme dei disegni, in cui:

- la figura 1 mostra una vista prospettica di un elemento a barra secondo una prima forma realizzativa dell’invenzione,

- la figura 2 mostra una vista prospettica di un elemento a barra secondo una seconda forma realizzativa dell’invenzione,

- la figura 3 mostra una vista parziale dall’alto di un condotto a barre secondo l’invenzione, senza involucro,

- la figura 4 mostra un’altra vista parziale dall’alto di un condotto a barre secondo l’invenzione, senza involucro, formato da elementi a barra come quello di figura 2, - le figure da 5a a 5e mostrano una sequenza di fasi di assemblaggio dell’elemento a barra di figura 2.

Descrizione dettagliata

In riferimento alle unite figure, un condotto a barre è indicato complessivamente con il numero 100. Il condotto a barre 100 comprende una pluralità di elementi a barra 1 ed un involucro 110. Gli elementi a barra 1 si estendono lungo una direzione longitudinale X-X e sono almeno parzialmente alloggiati nell’involucro 110. È comunque evidente che gli elementi a barra 1 possono essere forniti anche individualmente e separatamente dall’involucro 110. Si descriverà quindi un elemento a barra 1 singolo in riferimento a tutti gli elementi a barra 1.

L’elemento a barra 1 comprende una barra conduttrice 2, che presenta almeno una prima porzione 21 ed una seconda porzione 22. La prima porzione 21 è sostanzialmente rettilinea e si sviluppa prevalentemente lungo la direzione longitudinale X-X. Le prime porzioni 21 di barre conduttrici 2 distinte sono disposte ravvicinate fra loro all’interno dell’involucro 110 sostanzialmente per la loro intera lunghezza longitudinale.

Più in dettaglio ogni barra conduttrice 2 presenta due opposte facce 23 che si estendono fra bordi laterali 24, distanziati fra loro lungo una prima direzione trasversale Y-Y rispetto alla direzione longitudinale X-X. Le facce 23 di barre conduttrici 2 distinte sono affacciate fra loro in corrispondenza delle rispettive prime porzioni 21. Precisamente le facce 23 di barre conduttrici 2 distinte sono affacciate fra loro in una seconda direzione trasversale Z-Z rispetto alla direzione longitudinale X-X e rispetto alla prima direzione trasversale Y-Y.

La seconda porzione 22 di ogni barra conduttrice 2 è raccordata alla prima porzione 21 attraverso almeno una piegatura 25 della barra conduttrice 2. Preferibilmente, ciascuna seconda porzione 22 si articola in una parte inclinata 22a rispetto alla direzione longitudinale X-X, ed in una parte parallela 22b che si estende parallelamente alla prima porzione 21, ovvero lungo la direzione longitudinale X-X, ma sfalsata rispetto alla prima porzione 21 lungo la seconda direzione trasversale Z-Z. La parte inclinata 22a e la parte parallela 22b sono raccordate fra loro in corrispondenza di una piegatura 22c e la parte inclinata 22a raccorda la parte parallela 22b alla prima porzione 21. Le parti inclinate 22a di barre conduttrici 2 distinte sono divergenti fra loro.

Nella forma realizzativa della figura 1 la barra conduttrice 2 presenta due seconde porzioni 22, che individuano due porzioni di estremità della barra conduttrice 2, distanziate fra loro in direzione longitudinale X-X. Nella forma realizzativa della figura 2 la barra conduttrice 2 presenta due prime porzioni 21 e tre seconde porzioni 22. Fra di esse, due seconde porzioni 22 sono poste alle estremità della barra conduttrice 2, ed una seconda porzione 22 raccorda le prime porzioni 21 della barra conduttrice 2. La seconda porzione 22 di raccordo presenta due parti inclinate 22a ed una parte parallela 22b alle prime porzioni 21.

Le seconde porzioni 22 poste alle estremità sono utili per la connessione in serie di due condotti a barre 100, mentre le secondi porzioni 22 che raccordano fra loro due prime porzioni 21 possono essere impiegate per la connessione di un’utenza elettrica in derivazione dal condotto a barre 100.

L’involucro 110 si sviluppa prevalentemente in direzione longitudinale X-X, e presenta pareti laterali 111 disposte attorno agli elementi a barra 1. L’involucro 110 presenta inoltre aperture di estremità 112 dalle quali sporgono le seconde porzioni 22 poste alle estremità delle barre conduttrici 2. L’involucro 110 può anche presentare una o più aperture di derivazione 113 ricavate nelle pareti laterali 111 in corrispondenza delle seconde porzioni 22 poste a raccordo fra prime porzioni 21 distinte delle barre conduttrici 2.

Ogni elemento a barra 1 comprende uno strato elettricamente isolante 3 che riveste almeno parzialmente una rispettiva barra conduttrice 2 in corrispondenza della prima porzione 21 e della seconda porzione 22. In particolare, lo strato isolante 3 riveste in modo sostanzialmente completo le prime porzioni 21, in modo da risultare interposto fra le facce 23 di barre conduttrici 2 distinte ed impedirne il contatto elettrico.

Nella forma realizzativa preferita lo strato isolante 3 è in forma di pellicola. Il materiale dello strato isolante 3 può essere ad esempio polietilentereftalato (PET), Mylar, Dacron-Mylar-Dacron (DMD), oppure mica.

Ciascuna seconda porzione 22 generalmente presenta almeno una regione scoperta 26, priva di materiale isolante, per la connessione di elementi esterni. La regione scoperta 26 usualmente è posizionata all’interno della parte parallela 22b della seconda porzione Lo strato elettricamente isolante 3 comunque riveste almeno parzialmente le seconde porzioni 22, in particolare le parti inclinate 22a, ed opzionalmente anche parte delle parti parallele 22b.

Lo strato isolante 3 può essere vincolato alla barra conduttrice 2 mediante un materiale adesivo 6, ad esempio una colla attivabile a pressione. Preferibilmente ogni elemento a barra 1 comprende due strati elettricamente isolanti 3 sovrapposti fra loro, ed in particolare uno strato isolante 3 interno avvolto attorno alla barra conduttrice 2 ed uno strato isolante 3 esterno avvolto attorno allo strato isolante 3 interno. Ulteriore materiale adesivo 6 può essere previsto anche fra i due strati isolanti 3. Un qualsiasi numero di strati isolanti 3, così come uno strato isolante 3 che sia avvolto attorno alla barra conduttrice 2 per più giri, possono comunque essere considerati equivalenti ad un singolo strato isolante 3, eventualmente composto da sottostrati.

L’elemento a barra 1 comprende uno o più elementi di compressione 4 che circondano lo strato isolante 3 in corrispondenza della seconda porzione 22, ciascuno compiendo uno o più giri. L’elemento di compressione 4 può essere ad esempio un nastro, e nella forma realizzativa preferita è una reggetta elastica. La reggetta è realizzata in un materiale plastico, come polipropilene (PP) o polietilentereftalato (PET).

Si osservi che ciascun elemento di compressione 4 circonda una sola barra conduttrice 2, e non una pluralità di barre conduttrici 2 del condotto a barre 100 contemporaneamente.

Opzionalmente il condotto a barre 100 comprende ulteriormente uno o più elementi fascianti 5, di per sé noti, ciascuno dei quali circonda una pluralità di elementi a barra 1 in corrispondenza delle prime porzioni 21, premendo gli elementi a barra 1 l’uno contro l’altro.

Preferibilmente ogni elemento a barra 1 comprende una pluralità di elementi di compressione 4, che possono essere disposti attorno alla seconda porzione 22 in prossimità e/o in corrispondenza della piegatura 22c di raccordo fra la parte inclinata 22a e la parte parallela 22b, e/o della piegatura 25 di raccordo fra la prima porzione 21 e la seconda porzione 22. Le piegature 22c, 25 sono infatti le parti in cui si verifica più facilmente il degrado dello strato isolante 3. Elementi di compressione 4 possono comunque essere presenti anche distanziati dalle piegature 22c, 25, nonché attorno alla prima porzione 21 della barra conduttrice 2.

Ciascun elemento di compressione 4 stringe lo strato elettricamente isolante 3 contro la barra conduttrice 2. Più in dettaglio l’elemento di compressione 4 è stretto elasticamente contro lo strato elettricamente isolante 3. Si osservi che in presenza di più strati isolanti 3, lo strato isolante 3 esterno è stretto contro la barra conduttrice 2 con l’interposizione di almeno uno strato isolante 3 interno.

L’elemento di compressione 4 ha quindi almeno una porzione della sua superficie interna, che è la superficie rivolta verso la barra conduttrice 2, a contatto con lo strato elettricamente isolante 3. Il contatto può essere più saldo in corrispondenza dei bordi laterali 24 della barra conduttrice 2 e più leggero e finanche discontinuo in corrispondenza delle facce 23 della barra conduttrice 2.

Secondo un aspetto dell’invenzione, la superficie interna dell’elemento di compressione 4 è svincolata dallo strato elettricamente isolante 3. L’elemento di compressione 4 risulta quindi separato, ovvero indipendente, dallo strato elettricamente isolante 3, pur essendo a contatto con esso. In particolare, la superficie interna dell’elemento di compressione 4 è priva di materiale adesivo. Vantaggiosamente quindi non è richiesta alcuna cottura che potrebbe rovinare lo strato isolante 3.

L’elemento di compressione 4 inoltre è mobile rispetto allo strato isolante 3. Perciò il contatto fra l’elemento di connessione 4 e lo strato isolante 3 può essere considerato come instabile. In particolare, la superficie interna dell’elemento di compressione 4 è distanziabile dallo strato isolante 3 senza strappo, almeno in corrispondenza delle facce 23 della barra conduttrice 2. In corrispondenza dei bordi laterali 24 invece può risultare difficile tale distanziamento a causa della tensione elastica dell’elemento di compressione 4.

L’elemento di compressione 4 risulta anche scorrevole rispetto allo strato isolante 5 3 lungo la barra conduttrice 2. Lo scorrimento può essere inteso ad esempio lungo la direzione longitudinale X-X per infilare e/o sfilare l’elemento di compressione 4, oppure attorno alla barra conduttrice 2 con due porzioni di elemento di compressione 4 che scorrono in direzioni opposte lungo facce opposte 23 della barra conduttrice 2, lungo la prima direzione trasversale Y-Y. È anche possibile intendere uno scorrimento 10 relativamente contenuto di una porzione dell’elemento di compressione 4, ad esempio in corrispondenza di una faccia 23, mentre altre porzioni dell’elemento di compressione 4 sono ferme, ad esempio in corrispondenza dei bordi laterali 24.

In assenza di colla sulla superficie interna dell’elemento di compressione 4, l’elasticità dell’elemento di compressione 4 ne favorisce il collocamento stabile attorno 15 alla barra conduttrice 2. È preferibile, quindi, che l’elemento di compressione 4 sia calzato stretto, ovvero per interferenza, sullo strato elettricamente isolante 3.

In una forma realizzativa, l’elemento di compressione 4 presenta due porzioni di fissaggio 41, che sono ad esempio porzioni di estremità dell’elemento di connessione 4, ed una porzione intermedia 42 che connette fra loro le porzioni di fissaggio 41. La 20 porzione intermedia 42 circonda la barra conduttrice 2, mentre le porzioni di fissaggio 41 sono fissate fra loro per mantenere la porzione intermedia 42 tesa attorno allo strato isolante 3. In dettaglio, le porzioni di fissaggio 41 possono essere saldate fra loro oppure fissate fra loro mediante un elemento di fissaggio (non illustrato), come ad esempio un fermaglio che blocca le porzioni di fissaggio 41 l’una contro l’altra.

25 In caso di saldatura termica, le porzioni di fissaggio 41 sono almeno parzialmente fuse fra loro. Ciò può essere ottenuto per riscaldamento diretto delle porzioni di fissaggio 41 o indirettamente inducendone il riscaldamento per attrito a seguito di rapide vibrazioni con sfregamento fra le porzioni di fissaggio 41. E’ inoltre possibile ottenere il fissaggio per saldatura meccanica, nel qual caso le porzioni di fissaggio 41 sono deformate in modo complementare.

In una forma di realizzazione alternativa, l’elemento di compressione 4 ha una conformazione anulare. In tal caso non è necessario il fissaggio fra due sue porzioni di fissaggio distinte. Invece, l’elemento di compressione 4 viene calzato sulla barra conduttrice 2, esternamente allo strato isolante 3, per allargamento, inserimento della barra conduttrice 2 nell’anello, e rilascio. L’elasticità dell’elemento di compressione 4 ne manterrà quindi il posizionamento.

Si descrive ora un metodo per la produzione di un elemento a barra 1 o un condotto a barre 100. Il metodo prevede innanzitutto di fornire una barra conduttrice 2 sostanzialmente rettilinea, ovvero piana, cioè priva di piegature. Una fase successiva consiste nel rivestire almeno parzialmente la barra conduttrice 2 con uno strato elettricamente isolante 3.

Preferibilmente la fase di rivestire comprende applicare materiale adesivo 6, come una colla attivabile a pressione, fra la barra conduttrice 2 e lo strato isolante 3. Più in dettaglio la fase di rivestire si può articolare nelle seguenti sottofasi, come mostrato nelle figure 5a-5d:

- vincolare un primo bordo 31 dello strato isolante 3 alla barra conduttrice 2 mediante materiale adesivo 6,

- avvolgere lo strato isolante 3 attorno alla barra conduttrice 2 almeno finché un secondo bordo 32 dello strato isolante 3, opposto al primo bordo 31, risulti sovrapposto ad una porzione sottostante 33 dello strato isolante 3, e

- vincolare il secondo bordo 32 alla porzione sottostante 33 mediante materiale adesivo 6.

Qualora siano previsti più strati isolanti 3 sovrapposti, ciascuno strato isolante 3 esterno può rivestire uno strato isolante 3 interno secondo simili fasi, con ovvie modifiche dovute al fatto che lo strato isolante 3 esterno è vincolato allo strato isolante 3 interno, invece che alla barra conduttrice 2.

Successivamente il metodo prevede (figura 5e) di circondare lo strato elettricamente isolante 3 con almeno un elemento di compressione 4 che stringe lo strato elettricamente isolante 3 contro la barra conduttrice 2, in modo tale che l’elemento di compressione 4 abbia almeno una porzione della sua superficie interna a contatto con lo strato elettricamente isolante 3, e che la superficie interna dell’elemento di compressione 4 rimanga svincolata dallo strato elettricamente isolante 3.

Opzionalmente la fase di circondare lo strato isolante 3 con l’elemento di compressione 4 comprende circondare la barra conduttrice 2 (esternamente allo strato isolante 3) con una porzione intermedia 42 dell’elemento di compressione 4, tendere l’elemento di compressione 4 portando alla sovrapposizione di due sue porzioni di fissaggio 41 connesse dalla porzione intermedia 42, e fissare fra loro le porzioni di fissaggio 41. Le porzioni di fissaggio 41, come già descritto, possono essere ad esempio saldate fra loro termicamente, oppure per vibrazioni, oppure per deformazione complementare, o in alternativa possono essere fissate fra loro per applicazione di un elemento di fissaggio.

Il metodo comprende anche una fase di piegare la barra conduttrice 2, individuando almeno una prima porzione 21 sostanzialmente rettilinea ed una seconda porzione 22 raccordata alla prima porzione 21 attraverso almeno una piegatura 25. Preferibilmente vengono altresì individuate entro la seconda porzione 22 una porzione inclinata 22a rispetto alla prima porzione 21, ed una porzione parallela 22b alla prima porzione 21, raccordate fra loro attraverso una piegatura 22c.

La fase di piegatura preferibilmente segue la fase di circondare lo strato isolante 3 con l’elemento di compressione 4, con la limitazione che nell’individuare la prima porzione 21 e la seconda porzione 22 almeno un elemento di compressione 4 deve trovarsi in corrispondenza della seconda porzione 22.

E’ comunque possibile anche che la fase di piegatura preceda la fase di rivestire la barra conduttrice 2 con lo strato isolante 3, oppure che sia prevista fra la fase di rivestire la barra conduttrice 2 con lo strato isolante 3 e la fase di circondare lo strato isolante 3 con l’elemento di compressione 4. In tali casi almeno un elemento di compressione 4 viene disposto in corrispondenza della seconda porzione 22.

Una volta ottenuta una pluralità di elementi a barra 1, al fine di ottenere un condotto a barre 100 sono previste le fasi di:

- affiancare gli elementi a barra 1 in corrispondenza delle prime porzioni 21, - opzionalmente circondare gli elementi a barra 1 con uno o più elementi fascianti 5, premendo gli elementi a barra 1 l’uno contro l’altro in corrispondenza delle prime porzioni 21, e

- inserire almeno parzialmente gli elementi a barra 1 all’interno di un involucro 110. Ovviamente un tecnico del ramo potrà apportare numerose modifiche equivalenti alle forme realizzative sopra esposte, senza per questo uscire dall’ambito delle unite rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elemento a barra (1) per un condotto a barre (100), comprendente: - una barra conduttrice (2) che si estende lungo una direzione longitudinale (X-X) ed avente una prima porzione (21) sostanzialmente rettilinea ed una seconda porzione (22) raccordata alla prima porzione (21) attraverso almeno una piegatura (25) della barra conduttrice (2), - uno strato elettricamente isolante (3) che riveste almeno parzialmente la barra conduttrice (2) in corrispondenza della prima porzione (21) e della seconda porzione (22), - uno o più elementi di compressione (4), ciascun elemento di compressione (4) circondando lo strato elettricamente isolante (3) in corrispondenza della seconda porzione (22) e stringendo lo strato elettricamente isolante (3) contro la barra conduttrice (2), l’elemento di compressione (4) avendo almeno una porzione della sua superficie interna a contatto con lo strato elettricamente isolante (3), caratterizzato dal fatto che la superficie interna dell’elemento di compressione (4) è svincolata dallo strato elettricamente isolante (3).
2. Elemento a barra (1) secondo la rivendicazione 1, in cui l’elemento di compressione (4) è mobile rispetto allo strato elettricamente isolante (3).
3. Elemento a barra (1) secondo la rivendicazione 2, in cui la superficie interna dell’elemento di compressione (4) è distanziabile dallo strato elettricamente isolante (3).
4. Elemento a barra (1) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui l’elemento di compressione (4) è scorrevole rispetto allo strato elettricamente isolante (3) lungo la barra conduttrice (2).
5. Elemento a barra (1) secondo una qualsiasi rivendicazione da 1 a 4, in cui la superficie interna dell’elemento di compressione (4) è priva di materiale adesivo.
6. Elemento a barra (1) secondo una qualsiasi rivendicazione da 1 a 5, in cui l’elemento di compressione (4) è stretto elasticamente contro lo strato elettricamente isolante (3).
7. Elemento a barra (1) secondo una qualsiasi rivendicazione da 1 a 6, in cui l’elemento di compressione (4) è un nastro.
8. Elemento a barra (1) secondo una qualsiasi rivendicazione da 1 a 7, in cui l’elemento di compressione (4) presenta due porzioni di fissaggio (41) ed una porzione intermedia (42) che connette fra loro le porzioni di fissaggio (41) e che circonda la barra conduttrice (2), in cui le porzioni di fissaggio (41) sono saldate fra loro e/o sono fissate fra loro mediante un elemento di fissaggio.
9. Elemento a barra (1) secondo una qualsiasi rivendicazione da 1 a 8, in cui lo strato elettricamente isolante (3) è fissato alla barra conduttrice (2) mediante una colla attivabile a pressione.
10. Condotto a barre (100) comprendente: - una pluralità di elementi a barra (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, ed - un involucro (110), in cui le prime porzioni (21) delle barre conduttrici (2) degli elementi a barra (1) sono disposte all’interno dell’involucro (110) ravvicinate fra loro, e le seconde porzioni (22) delle barre conduttrici (2) degli elementi a barra (1) comprendono rispettive parti inclinate (22a) che sono divergenti fra loro.