IT202100017507A1 - Manicotto per congiunzioni di cavi elettrici - Google Patents
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Description
Descrizione di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
?Manicotto per congiunzioni di cavi elettrici?
DESCRIZIONE
Campo dell?invenzione
La presente invenzione si riferisce ad un manicotto atto a contenere al suo interno un dispositivo di congiunzione di cavi elettrici. In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un tale manicotto, termo-retraibile, internamente cavo, avente un corpo centrale di forma sostanzialmente tubolare, fornito di porzioni rastremate ai lati opposti di detto corpo centrale.
Descrizione dell'arte nota
Al giorno d?oggi, le connessioni per gli accessori usati in una rete di distribuzione sono di notevole importanza per la sicurezza del trasporto di energia elettrica.
Di conseguenza, ? necessario che i collegamenti del conduttore e gli accessori debbano avere in esercizio la stessa sicurezza del cavo.
Come ? noto, quando due cavi elettrici vengono giuntati l'uno all'altro in corrispondenza delle rispettive estremit?, ? necessario montare nella zona di giunzione un manicotto che svolga la funzione di realizzare un adeguato isolamento elettrico in tali zone e di proteggere la giunzione stessa dai vari agenti esterni quali umidit?, polvere, e cos? via. Nelle prime versioni, i giunti prevedevano l'impiego esclusivo di materiali termoretraibili (materiali con prevalenza di polimeri cristallini), per tutti gli strati, compreso quello per ricostituire l'isolamento elettrico.
Questo design ? stato causa, in alcuni casi, di vari problemi: infatti, questi materiali non sono elastici e, dopo il termo-restringimento, non possono seguire le dilatazioni o le contrazioni del cavo che "respira" in servizio secondo i cicli di carico.
In talune situazioni si possono verificare addirittura dei distacchi tra superficie interna del manicotto e la superficie di contatto del cavo, e provocare, infine, la perforazione del giunto.
Per ovviare a queste problematiche i ricercatori hanno lavorato sui materiali rendendoli sempre pi? affidabili. Un manicotto di tipo largamente diffuso nel settore ? realizzato sostanzialmente con materiale elastomerico, con un dimensionamento tale da far s? che, una volta montato sulla giunzione, il manicotto stesso eserciti una pressione sufficiente in senso radiale sulle superfici esterne degli isolanti dei cavi.
Questa condizione ? necessaria affinch? venga assicurata l'assenza di formazione di bolle d'aria in corrispondenza dell'interfaccia tra manicotto e superficie degli isolanti dei cavi, la cui presenza pregiudicherebbe la funzionalit? del manicotto stesso.
Per poter essere montati sulle giunzioni dei cavi in modo sufficientemente agevole, tipicamente, in sede di fabbricazione, i manicotti vengono espansi a caldo mediante procedimenti noti, e grazie alle propriet? dei materiali il manicotto manterr? le dimensioni espanse.
Una volta effettuata la connessione reciproca dei conduttori dei cavi, i vari corpi tubolari che formeranno la giunzione elettrica dei cavi vengono di volta in volta retratti sulle superfici degli isolanti dei cavi nella zona di giunzione, tramite l?apporto di calore. ? noto nell?arte formare il manicotto in una forma cilindrica, tale per cui le dimensioni interne siano opportunamente espanse; il manicotto pu? essere liberamente posizionato in corrispondenza di un?estremit? dei cavi da giuntare e, dopo la giunzione dei conduttori, il manicotto (o sue parti multiple) pu? essere portato nella mezzeria della giunzione per essere termo-retratto sulla giunzione dei cavi.
Questa operazione ? la chiave di volta per ottenere una buona riuscita di collassamento del manicotto sulle teste dei cavi giuntati.
Infatti, al fine di evitare la formazione di sacche d?aria tra le superfici di contatto del manicotto e l?isolante del cavo, e/o tra i vari corpi tubolari che costituiscono il manicotto, gli operatori devono seguire scrupolosamente le istruzioni operative che prevedono di iniziare la fase di riscaldamento al centro del manicotto e procedere poi a fasi successive alle estremit? del manicotto.
Tuttavia, questa soluzione ? particolarmente delicata e prevede il riscaldamento dell?intero manicotto.
Il brevetto europeo EP 2.747.227-B1 descrive un manicotto tubolare termoretraibile multistrato che pu? essere utilizzato per isolare e schermare il collegamento tra cavi; il manicotto comprende almeno uno strato di tenuta formato da un materiale termoretraibile e almeno uno strato interno elettricamente isolante formato da un materiale elastomerico materiale, in cui lo strato di tenuta comprende uno strato elettricamente conduttivo. Lo strato interno elastomerico comprende una pluralit? di elementi di controllo della sollecitazione elettricamente conduttivi essenzialmente a forma di anello che sono distanziati l'uno dall'altro in una direzione longitudinale e sono incorporati nello strato interno elastomerico in corrispondenza di una superficie che ? messo in contatto con un cavo in uno stato montato.
Il brevetto statunitense US 4.304.616 descrive manicotti radialmente termoretraibili per la copertura di giunti e terminazioni in cavi ad alta tensione che sono realizzati mediante lavorazione radialmente uniforme di un estruso che comprende uno strato isolante ed almeno un altro strato che ? conduttivo o semiconduttivo o presenta propriet? di controllo delle sollecitazioni. I manicotti comprendono uno strato isolante che comprende almeno una sezione rastremata il cui diametro interno aumenta gradualmente da un primo diametro ad un secondo diametro.
Il brevetto statunitense US 4.383.131 descrive un involucro per una terminazione od un giunto di cavo schermato comprende un manicotto protettivo comprendente uno strato esterno conduttivo, uno strato interno isolante, e facoltativamente uno strato pi? interno. Almeno lo strato isolante e/o lo strato pi? interno si sovrappongono alla schermatura del cavo, nel caso dello strato isolante di una quantit? almeno pari allo spessore della porzione dello strato isolante che si sovrappone all?estremit? della schermatura del cavo.
Il brevetto statunitense US 4.390.745 descrive un involucro per apparecchiature elettriche comprendente un primo manicotto cavo di materiale isolante attorno al quale ? posizionato un secondo manicotto comprendente uno strato interno di materiale isolante ed uno strato esterno di materiale conduttivo. Questa costruzione individua le maggiori discontinuit? della parete di involucro del materiale tra gli strati dei materiali isolanti riducendo cos? le sollecitazioni elettriche che potrebbero portare a guasti dell'isolamento.
Scopo della presente invenzione ? quindi quello di risolvere i suddetti inconvenienti in modo da ridurre di fatto la probabilit? di intrappolare aria tra le superfici di contatto tra le parti interne del manicotto e le parti isolanti dei cavi, senza particolari accorgimenti da parte degli operatori.
Sommario dell?invenzione
La presente invenzione si riferisce ad un manicotto come quello indicato nella rivendicazione 1.
La Richiedente della presente domanda ha infatti sorprendentemente riscontrato che il problema tecnico sopra riscontrato pu? essere risolto in modo efficace ed affidabile mediante un manicotto termo-retrattile internamente cavo fornito di una prima apertura e di una seconda apertura, una opposta all?altra, ed atto a contenere al suo interno un dispositivo di congiunzione di cavi elettrici. Detto manicotto ? costituito da: a) un corpo centrale cavo di forma sostanzialmente cilindrica; b) una prima porzione rastremata cava posta in modo da costituire un primo proseguimento continuo di detto corpo centrale in una prima direzione verso detta prima apertura del manicotto; e c) una seconda porzione rastremata cava posta in modo da costituire un secondo proseguimento continuo di detto corpo centrale in una seconda direzione, opposta a detta prima direzione, verso detta seconda apertura del manicotto.
In questo modo, grazie alla forma rastremata delle porzioni in corrispondenza delle aperture del manicotto, ? possibile evitare di riscaldare tutto il manicotto, come tipicamente necessario nei manicotti noti dell?arte di forma cilindrica.
Infatti, in questo modo il manicotto non necessita di tutta l?energia termica per la sua restrizione sulle teste del cavo, riducendo di fatto il tempo necessario per l?operazione e riducendo di fatto la probabilit? di intrappolare aria tra le superfici di contatto tra le parti interne del manicotto e le parti isolanti dei cavi.
Di conseguenza, ? evidente che l?operazione possa essere effettuata senza particolari accorgimenti da parte degli operatori.
Secondo una forma di realizzazione preferita, ognuna di detta prima e seconda porzione rastremata ha un diametro progressivamente crescente in direzione verso detta corrispondente prima e seconda apertura.
Secondo una forma di realizzazione preferita, ognuna di dette porzioni rastremate ha una forma tronco-conica.
Secondo una forma di realizzazione preferita, detto corpo centrale cavo di forma sostanzialmente cilindrica del manicotto ha una dimensione interna prossima al diametro esterno di detto dispositivo di congiunzione di cavi elettrici atto ad essere contenuto all?interno del manicotto.
In questo modo, il corpo centrale tubolare del manicotto termoretraibile ? in grado di adagiarsi al di sopra di detto dispositivo di congiunzione di cavi elettrici.
Secondo una forma di realizzazione preferita, ognuna di dette prima e seconda porzione rastremata ? atta ad essere contratta al fine di adagiarsi al di sopra della giunzione dei cavi elettrici.
In questo modo, ogni porzione rastremata si adagia sopra una corrispondente porzione dei cavi elettrici, lateralmente rispetto al dispositivo di congiunzione dei cavi elettrici. Secondo una forma di realizzazione preferita, detta contrazione del manicotto termoretraibile avviene mediante apporto di energia termica o di tecniche simili.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il manicotto della presente invenzione comprende inoltre almeno uno strato semi-conduttivo disposto nella parte pi? esterna del manicotto ed almeno uno strato isolante disposto pi? verso l?interno del manicotto rispetto a detto almeno uno strato semi-conduttivo.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il manicotto della presente invenzione comprende inoltre almeno uno strato semi-conduttivo disposto in corrispondenza di detto corpo centrale cavo di forma sostanzialmente tubolare, atto ad essere a ridosso di detto dispositivo di congiunzione di cavi elettrici, a copertura parziale di parte dell?isolante del cavo, con funzione di schermo o di gabbia di Faraday.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il manicotto della presente invenzione comprende inoltre almeno uno strato semi-conduttivo disposto in corrispondenza, rispettivamente, di detta porzione rastremata, a copertura parziale del semiconduttivo esterno del cavo e di una porzione dell?isolante del cavo.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il manicotto della presente comprende inoltre almeno uno strato semi-conduttivo od uno strato ad alta costante dielettrica disposto nella parte pi? interna di detto manicotto ed atto a vincolarsi con la superficie esterna di detto dispositivo di congiunzione dei cavi elettrici.
Secondo una forma di realizzazione preferita, detto strato semi-conduttivo o ad alta costante dielettrica ? composto da un materiale solido che fonde a temperature relativamente basse (detti anche ?hot melt?).
Secondo una forma di realizzazione preferita, il manicotto della presente comprende inoltre almeno un alloggiamento atto ad ospitare le connessioni metalliche di detto dispositivo di congiunzione di cavi elettrici.
Altri vantaggi e caratteristiche del sistema della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo e con particolare riferimento alle tavole e figure, in cui:
- la Fig. 1 mostra in assonometria una forma di realizzazione di un manicotto della presente invenzione;
- la Fig.2 mostra una vista laterale del manicotto di Fig.1;
- la Fig.3 mostra una sezione trasversale ricavata al centro del manicotto di Fig.1; - la Fig. 4 mostra in sezione longitudinale il manicotto di Fig. 1, al cui interno ? rappresentato il dispositivo di giunzione di tali cavi;
- la Fig. 5 mostra un dettaglio del manicotto di Fig. 4, dove si evidenziano i vari componenti del manicotto;
- la Fig.6 mostra due cavi giuntati tramite un dispositivo di giunzione atto ad essere utilizzato all?interno del manicotto della presente invenzione;
- la Fig.7 mostra il corpo centrale del manicotto di Fig.1 adagiato sul dispositivo di giunzione;
- la Fig.8 mostra il manicotto di Fig.7 dopo avere fatto contrarre una delle porzioni rastremate tramite apporto di energia termica;
- la Fig.9 mostra il manicotto di Fig.8 dopo avere fatto contrarre anche la seconda porzione rastremata.
Descrizione dettagliata dell?invenzione
La descrizione dettagliata seguente si riferisce alla forma di realizzazione preferita di un manicotto della presente invenzione, come mostrato nelle Fig.1-9.
Le Fig.1 e 2 mostrano un manicotto 10, termo-retrattile, internamente cavo, con una prima apertura 13a ed una seconda apertura 13b, una opposta all?altra. Il manicotto 10 ? costituito da un corpo centrale cavo 11 di forma sostanzialmente cilindrica, e da una prima porzione rastremata cava 12a ed una seconda porzione rastremata cava 12b, posizionate ai due lati opposti del corpo centrale 11, in modo da costituire, rispettivamente, un primo ed un secondo proseguimento continuo del corpo centrale 11 verso la prima e la seconda apertura 13a, 13b. Le porzioni rastremate 12a,12b hanno entrambe una forma tronco-conica.
La Fig.3 mostra una sezione trasversale ricavata al centro del manicotto 10 di Fig.1, in cui sono visibili i vari componenti atti al funzionamento elettrico della giunzione di cavi elettrici che formano un pezzo unico, ottenuto secondo tecniche note, come ad esempio termo-formatura, estrusione, stampaggio, costampaggio. Tali componenti sono mostrati anche nello spaccato del manicotto di Fig.4, dove a titolo di esempio ? rappresentato il dispositivo di giunzione alloggiato all?interno del manicotto 10. I componenti del manicotto 10 mostrati nelle Fig.3 e 4 sono, in ordine dalla superficie esterna del manicotto verso la superficie interna: lo strato semi-conduttivo 1; lo strato isolante 2; e lo strato 3 con caratteristiche ad alta costante dielettrica, od isolante. Inoltre, in corrispondenza del corpo centrale cavo tubolare 11, uno strato semiconduttivo 4 ? disposto a ridosso del dispositivo di congiunzione 14 dei cavi elettrici 15a,15b, a copertura parziale di parte dell?isolante del cavo, con funzione di schermo o gabbia di Faraday. ? inoltre presente uno strato semi-conduttivo 5a disposto in corrispondenza della prima porzione rastremata 12a, ed uno strato semi-conduttivo 5b disposto in corrispondenza della seconda porzione rastremata 12b, entrambi a copertura parziale del corrispondente semiconduttivo esterno del cavo e di una porzione dell?isolante del cavo. ? inoltre presente uno strato semi-conduttivo o ad alta costante dielettrica 6 composto da un materiale solido che fonde a temperature relativamente basse (?hot melt?), disposto nella parte pi? interna del manicotto 10, che ha il compito di garantire un effettivo vincolo tra il manicotto 10 e la superficie esterna del dispositivo di congiunzione 14. Un alloggiamento 7 ? atto ad ospitare le connessioni metalliche del dispositivo di congiunzione 14 dei cavi elettrici 15a,15b.
La Fig.5 mostra in dettaglio una porzione dello spaccato del manicotto di Fig.4.
La Fig.6 mostra una forma di realizzazione di due cavi elettrici 15a,15b giuntati tramite il dispositivo di congiunzione 14 (utilizzato all?interno del manicotto 10 di Fig.1), dove gli strati 16a e 16b sono relativi al semiconduttore esterno, mentre gli strati 17a e 17b sono relativi all?isolante primario rispettivamente dei cavi elettrici 15a e 15b.
La Fig.7 mostra la fase in cui corpo centrale cavo 11 del manicotto 10 termo-retrattile, dopo essere stato sottoposto ad apporto di energia termica, si ? adagiato sul dispositivo di congiunzione 14 dei cavi elettrici 15a,15b; la dimensione interna del corpo centrale cavo 11 del manicotto 10 ? sostanzialmente uguale al diametro esterno del dispositivo di congiunzione 14, il quale risponde a dimensioni standard prestabilite. Questo permette un contatto efficiente tra il corpo centrale cavo 11 del manicotto 10 ed il dispositivo di congiunzione 14.
La Fig.8 mostra la situazione in cui, in falsa sezione, la prima porzione rastremata 12a del manicotto 10 termo-retrattile, dopo essere stata sottoposta ad apporto di energia termica, si ? contratta e posizionata al di sopra dello strato 17a relativo all?isolante primario del cavo elettrico 15a. In questo caso, l?apporto di calore avviene partendo dal corpo centrale cilindrico cavo 11 e spostando la fonte di calore verso la prima porzione rastremata 12a.
La Fig. 9 mostra la situazione in cui, in falsa sezione, anche la seconda porzione rastremata 12b del manicotto 10 termo-retrattile, dopo essere stata sottoposta ad apporto di energia termica, si ? contratta e posizionata al di sopra dello strato 17b relativo all?isolante primario del cavo elettrico 15b. In questo caso, l?apporto di calore avviene partendo dal corpo centrale cilindrico cavo 11 e spostando la fonte di calore verso la seconda porzione rastremata 12b. Nella Fig.9, pertanto, il manicotto 10 si ? contratto interamente sul dispositivo di congiunzione 14 dei cavi elettrici 15a,15b.
Da quanto precede si evince che il manicotto 10 della presente invenzione non necessita di tutta l?energia termica per la sua restrizione sulle teste del cavo, riducendo di fatto il tempo necessario per la operazione e riducendo di fatto la probabilit? di intrappolare aria tra le superfici di contatto tra le parti interne del manicotto e le parti isolanti dei cavi. Risulta, quindi, evidente che l?operazione pu? essere effettuata senza particolari accorgimenti da parte degli operatori.
Naturalmente, alle persone esperte nel ramo saranno evidenti molte modifiche e varianti delle forme di realizzazione preferite sopra descritte, rimanendo ancora all'interno dell'ambito dell'invenzione.
Pertanto, la presente invenzione non ? limitata alle forme preferite di realizzazione descritte, illustrate solo a scopo esemplificativo e non limitativo, ma ? definita dalle rivendicazioni che seguono.
Claims (10)
1. Manicotto termo-retrattile internamente cavo (10) fornito di una prima apertura (13a) e di una seconda apertura (13b), una opposta all?altra, ed atto a contenere al suo interno un dispositivo di congiunzione (14) di cavi elettrici (15a,15b), in cui detto manicotto (10) ? costituito da:
a) un corpo centrale cavo (11) di forma sostanzialmente cilindrica;
b) una prima porzione rastremata cava (12a) posta in modo da costituire un primo proseguimento continuo di detto corpo centrale (11) in una prima direzione verso detta prima apertura (13a) del manicotto (10); e
c) una seconda porzione rastremata cava (12b) posta in modo da costituire un secondo proseguimento continuo di detto corpo centrale (11) in una seconda direzione, opposta a detta prima direzione, verso detta seconda apertura (13b) del manicotto (10).
2. Manicotto (10) secondo la rivendicazione 1 in cui ognuna di detta prima (12a) e seconda porzione rastremata (12b) ha un diametro progressivamente crescente in direzione verso detta corrispondente prima (13a) e seconda apertura (13b).
3. Manicotto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui ognuna di dette porzioni rastremate (12a,12b) ha una forma tronco-conica.
4. Manicotto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto corpo centrale tubolare (11) ? atto ad adagiarsi al di sopra di detto dispositivo di congiunzione (14) di cavi elettrici (15a,15b).
5. Manicotto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui ognuna di dette prima e seconda porzione rastremata (12a,12b) ? atta ad essere contratta al fine di adagiarsi al di sopra della giunzione dei cavi elettrici (15a,15b).
6. Manicotto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti che comprende inoltre almeno uno strato semi-conduttivo (1) disposto nella parte pi? esterna del manicotto (10) ed almeno uno strato isolante (2) disposto pi? verso l?interno del manicotto (10) rispetto a detto almeno uno strato semi-conduttivo (1).
7. Manicotto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti che comprende inoltre almeno uno strato semi-conduttivo (4) disposto in corrispondenza di detto corpo centrale cavo di forma sostanzialmente tubolare (11), atto ad essere a ridosso di detto dispositivo di congiunzione (14) di cavi elettrici (15a,15b), a copertura parziale di parte dell?isolante del cavo.
8. Manicotto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti che comprende inoltre almeno uno strato semi-conduttivo (5a,5b) disposto in corrispondenza, rispettivamente, di detta porzione rastremata (12a,12b), a copertura parziale del semiconduttivo esterno del cavo e di una porzione dell?isolante del cavo.
9. Manicotto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti che comprende inoltre almeno uno strato semi-conduttivo o ad alta costante dielettrica (6) disposto nella parte pi? interna di detto manicotto (10) ed atto a vincolarsi con la superficie esterna di detto dispositivo di congiunzione (14).
10. Manicotto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti che comprende inoltre almeno un alloggiamento (7) atto ad ospitare le connessioni metalliche di detto dispositivo di congiunzione (14) di cavi elettrici (15a,15b).
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