IT201900005642A1 - Cavo di linea elettrica aerea realizzato per prevenire formazione di manicotti di neve su di esso - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un cavo di una linea elettrica aerea secondo il preambolo della rivendicazione principale.

Come è noto, una linea elettrica aerea comprende una pluralità di cavi sopportati da sostegni come tralicci o pali fissati a terra. Nel presente testo, con il termine "cavo" si intende sia un cavo conduttore di energia elettrica con mantello conduttivo che una fune di guardia, entrambi fissati in modo noto a detti sostegni (tralicci e pali).

Come è noto le funi di guardia sono generalmente delle funi in acciaio zincato o di acciaio rivestito in alluminio che sono tesate sopra i conduttori di energia (nudi o con mantello conduttivo) nelle linee aeree ad alta tensione.

La funzione di tale funi di guardia è duplice: fungere da "parafulmine" per evitare che i fulmini colpiscano i conduttori di energia, ed avere una funzione di connettere le terre di tutti i sostegni con lo scopo di contribuire alla dispersione verso terra sia delle sovratensioni di origine atmosferica (fulmini), sia delle eventuali correnti di guasto che si possono determinare per una scarica tra conduttori e sostegni.

Le funi di guardia sono progettate per resistere a particolari, gravose condizioni metereologiche: in particolare per resistere a venti di particolare intensità e anche per resistere a una eventuale formazione di ghiaccio sulle funi stesse.

Infatti, quando le linee elettriche aeree sono poste in zone in cui, in particolari periodi dell'anno, le temperature scendono sottozero e dove avvengono precipitazioni nevose, è noto che l'accumulo di neve su detti cavi e in particolare sulle funi di guardia può provocare molti problemi. Tale accumulo avviene nella forma di un manicotto di neve che si crea su dette funi di guardia (ma anche sui conduttori) e che tende a sporgere eccentricamente dal cavo aereo. Uno dei meccanismi che si attivano, ma non è comunque l'unico, è che a causa della forza di gravità, tale manicotto tende a ruotare (assumendo una forma eccentrica sul cavo) portando così in rotazione il cavo stesso su cui è presente. Il cavo ruotando accumula sempre più neve e quindi su di esso si genera sempre più un sovraccarico. Il cavo, che è trattenuto alle sue estremità in modo fisso dai sostegni, può così spezzarsi per il sovraccarico generato.

Pertanto l'accumulo di neve sui cavi delle linee elettriche aeree può portare alla caduta della linea ovvero all'interruzione del trasporto dell'energia elettrica.

La problematica sopra citata è principalmente rilevabile sulle funi di guardia proprio per la loro forma realizzativa, ma è anche in un qualche modo da considerasi applicabile ai cavi conduttori, soprattutto con mantello conduttivo. Tale problematica è comunque molto importante anche alla luce del fatto che, con lo sviluppo tecnologico e quando di interesse dell'operatore, le funi di guardia della tipologia sopra indicata sono state sostituite con funi di guardia incorporanti fibre ottiche per il trasferimento di dati e/o per le linee telefoniche.

Proprio per questo ulteriore impiego delle funi di guardia nel campo delle telecomunicazioni, è aumentata l'attenzione nei confronti dell'accumulo di neve su tali funi. Sono nati così, anche a livello internazionale, dei tavoli di lavoro in cui si cercano di trovare soluzioni a tale problematica che, quindi, prevengano o limitino la formazione dei manicotti di neve (e quindi di ghiaccio) su detti cavi, e in particolare sulle funi di guardia.

Ad esempio, una delle soluzioni sopra citate prevede l'utilizzo di uno o più contrappesi vincolati ad una fune di guardia; ogni contrappeso aumenta la rigidezza torsionale della fune limitandone la rotazione attorno al proprio asse longitudinale e limitando la formazione del manicotto. Infatti, limitando la rotazione del conduttore (o cavo) si impedisce la creazione del meccanismo che crea un accumulo di neve con un ingrandimento.

I contrappesi limitano la rotazione del conduttore entro un predefinito angolo (usualmente 15 gradi) usando un'adeguata massa e geometrie. Nello stato di equilibrio, il sovraccarico della neve sul cavo è bilanciato dalla coppia meccanica del contrappeso.

Tale nota soluzione, pur essendo efficace, necessità dell'istallazione dei contrappesi lungo ogni linea elettrica aerea che può essere soggetta alla problematica dell'accumulo della neve sopra citata.

Tale istallazione deve essere fatta in modo accurato ed anche in funzione della distanza tra i sostegni in quanto l'applicazione di una massa concentrata sul conduttore cambia la frequenza di alcuni modi di vibrare dello stesso in funzione della specifica possibile posizione della massa, cambiamento che deve essere accuratamente studiato per non compromettere l'integrità del conduttore.

A ciò aggiungasi i costi e le difficoltà nell'applicare i contrappesi lungo linee elettriche aeree lunghe anche centinaia di chilometri e posti in zone del territorio non facili da raggiungere.

Scopo del presente trovato è quello di offrire una soluzione costruttivamente semplice e di costi contenuti al problema relativo alla formazione della neve o di un manicotto di neve lungo tratti di un cavo, in particolare una fune di guardia, di una linea elettrica aerea.

In particolare, scopo del trovato è quello di offrire un cavo, in particolare una fune di guardia, per linea elettrica aerea che sia realizzato esso stesso in modo da evitare che su di esso si accumuli neve.

Un altro scopo è quello di offrire un cavo del tipo sopra citato che sia di semplice realizzazione e che non necessiti di interventi dopo che è stato installato in linea.

Questi ed altri scopi che risulteranno evidenti all'esperto del ramo vengono raggiunti da un cavo di linea elettrica aerea secondo la rivendicazione 1.

Per una miglior comprensione del presente trovato si allegano a titolo puramente esemplificativo i seguenti disegni, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione trasversale di una fune di guardia realizzata secondo il trovato;

la figura 2 mostra una vista prospettica di un tratto della fune di guardia della figura 1; e la figura 3 mostra una vista in sezione trasversale di una diversa forma di realizzazione del trovato.

Con riferimento alle citate figure una fune di guardia è indicata genericamente con 1. Essa è atta ad essere utilizzata in una linea elettrica aerea.

La fune di guardia, in modo in sè noto comprende un'anima cava 2 in acciaio o alluminio o lega di alluminio. Nella forma di realizzazione mostrata, a titolo esemplificativo, nelle figure, nella cavità 3 di tale anima sono presenti dei cavi a fibre ottiche 4, di tipo in sè noto ed utilizzato per telecomunicazioni.

Attorno all'anima c'è una usuale corona esterna 5 realizzata da una pluralità di fili conduttori 7. In modo noto, questi conduttori possono avere una sezione circolare (come mostrata nelle figure) oppure una sezione trapezoidale (o a "concio"). Tali fili 7 sono in acciaio placcati eventualmente in alluminio o zinco.

Secondo il trovato, almeno parte di tali fili 7 della corona esterna 5 è in tutto o in parte rivestita da un materiale "icefobico" 8 ovvero da un materiale che non consente la formazione sul filo stesso di un accumulo di neve (e quindi di ghiaccio). Tale materiale consente che un eventuale manicotto di ghiaccio che tende a formarsi al di sopra della fune di guardia scivoli al di sopra di ogni filo 7 rivestito da detto materiale.

La fune di guardia 1 può avere tutti i fili conduttori 7 della corona esterna 5 rivestiti da materiale icefobico 8 o soltanto una parte di tali fili provvisti di un tale rivestimento: ad esempio, fili rivestiti da materiale icefobico si alternano con fili sprovvisti di detto rivestimento. Tale disomogeneità del "rivestimento" della fune di guardia potrebbe aumentare il distacco del manicotto di neve senza sottoporre tutti i fili 7 al procedimento di rivestimento con detto materiale (risparmiando costi, pur avendo benefici rilevanti).

Ovviamente anche nel caso in cui un filo sia completamente rivestito (e non solo in modo parziale continuo o in modo discreto lungo una pluralità di suoi tratti separati tra loro) dal materiale icefobico, le sue estremità libere sono comunque preferibilmente sprovviste di tale rivestimento al fine di avere un ottimale ed usuale capacità di collegarsi elettricamente al sostegno a cui tali estremità sono connesse.

In tal modo la funzione della fune di guardia nella linea elettrica aerea non viene intaccata in quanto la fune di guardia mantiene la propria resistenza elettrica (come se non avesse fili rivestiti), resistenza elettrica sufficiente a smaltire le correnti di guasto e le correnti generate in essa dalle sovratensioni atmosferiche.

Il materiale usato per il rivestimento 8 (almeno parziale) di almeno parte dei fili 7 è preferibilmente un polimero fluorurato, come PTFE o ETFE oppure il materiale noto come Teflon. Tuttavia può essere impiegato per rivestire il filo 7 uno qualsiasi dei seguenti materiali o famiglie di materiali: PTFE, ETFE, FEP, PFA, PVDF, PVF, PCTFE, ECTFE, FFPM, FPM, FEPM, PFPE.

In altre parole, il materiale di rivestimento 8 deve contenere fluoro in almeno una percentuale compresa tra 4% e 80% in peso, oppure altro elemento, come PTFE, ETFE, FEP, PFA, PVDF, PVF, PCTFE, ECTFE, FFPM, FPM, FEPM, PFPE in una percentuale almeno superiore al 4% di polimero o copolimeri fluorurati.

Tale materiale viene deposto su un filo 7 per estrusione con uno spessore compreso tra 0.1 e 0.5 mm. Grazie a tale procedura, vengono predisposte una pluralità di fili che poi vengono avvolti o disposti, con modalità note, sull'anima 2 della fune 1 così da realizzare un prodotto finito. Dopo di che, tale fune di guardia così ottenuta viene deposta lungo una linea elettrica aerea con le usuali modalità di posizionamento delle note ed attuali funi di guardia, senza dover successivamente intervenire su di essa per associare uno o più elementi atti a impedire la formazione di manicotti di neve/ghiaccio su detta fune.

Da notare che le funi di guardia attualmente istallate e realizzate secondo le conoscenze dello stato della tecnica possono essere sostituite, ad esempio durante un intervento di manutenzione sulla linea elettrica, da funi di guardia realizzate secondo il presente trovato; ciò permette di rendere la linea elettrica aerea "icefobica" in modo semplice e con costi di istallazione analoghi a quelli di istallazione di una fune di guarda dello stato dell'arte.

E' stata descritta una forma di realizzazione del trovato; altre ancora sono possibili pur restando nell'ambito del trovato stesso: ad esempio, anche i cavi conduttori rivestiti possono essere realizzati secondo le conoscenze derivanti dalla presente descrizione così da ricadere nell'ambito suddetto come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Nella figura 3 è mostrata una di tali altre forme di realizzazione del trovato dove l'anima 2 comprende i cavi a fibre ottiche 4 che sono ospitati all'intero di un tubo in acciaio inox 30 che viene cordato insieme agli altri fili conduttori 7 di acciaio o acciaio rivestito di alluminio che hanno funzione portante.

Il tubo 30 può esso stesso essere rivestito di un materiale icefobico 8 del tipo citato.

Nella figura 3 è rappresentata tale tipologia, secondo la quale attorno al tubo di acciaio 30 (o acciaio rivestito di alluminio) sono "cordati" fili 7 che possono essere a sezione tonda o trapezoidale; uno o più di tali fili 7 sono in acciaio inox e sono cavi e possono anch'essi contenere cavi in fibre ottiche 9.

La corona esterna 5, come già descritto in relazione alla figura 1, ha i fili (7) in tutto o in parte rivestiti di materiale icefobico 8.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cavo (1) di una linea elettrica aerea impiegata per trasferire energia elettrica, detto cavo comprendendo un'anima (2) ed una corona esterna (5), quest'ultima essendo realizzata da una pluralità di fili metallici (7), caratterizzato dal fatto che almeno parte di questi fili metallici (7) è almeno in parte rivestita da un rivestimento esterno (8) in materiale atto a facilitare il distacco della neve che si accumula su detto cavo (1).
2. 2. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che è una fune di guardia (1).
3. 3. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che l'anima (2) di detta fune di guardia (1) è cava (in 3) e contiene almeno un cavo a fibre ottiche (4).
4. 4. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il cavo a fibre ottiche è contenuto in un tubo metallico (30), detto tubo (30) essendo provvisto di detto rivestimento esterno (8) in materiale atto a facilitare il distacco della neve che si accumula su detto tubo, detto tubo (30) essendo almeno in parte circondato dai fili metallici (7), almeno parte di tali fili metallici presentando detto rivestimento esterno (8).
5. 5. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che almeno uno di tali fili metallici (7) è cavo e contiene almeno un cavo a fibre ottiche.
6. 6. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che ogni filo rivestito (7) di detta fune di guardia (1) è sprovvisto di rivestimento esterno (8) alle sue estremità contrapposte.
7. 7. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto filo rivestito (7) ha alternativamente sezione circolare oppure trapezoidale.
8. 8. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che è un cavo conduttore rivestito.
9. 9. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto rivestimento esterno (8) atto a facilitare il distacco della neve contiene un polimero o un copolimero fluorurato in una percentuale superiore al 4% in peso e preferibilmente compresa tra 4% e l'80%.
10. 10. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto polimero è un polimero fluorurato come PTFE, ETFE, FEP, PFA, PVDF, PVF, PCTFE, ECTFE, FFPM, FPM, FEPM, PFPE.
11. 11. Cavo di linea elettrica aerea di cui alla rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che lo spessore di tale rivestimento esterno (8) del filo è compreso tra 0,1 e 0,5 mm.