IT9021876A1 - Sfera di segnalazione diurna dei cavi sospesi con dispositivo ammortizzatore delle vibrazioni incorporato. - Google Patents

Description

Descrizione di un'Invenzione

DESCRIZIONE

Il presente brevetto per invenzione industriale concerne una sfera di segnalazione dei cavi sospesi incorporante un dispositivo ammortizzatore delle vibrazioni.

Nel presente contesto con l'espressione "cavi sospesi" si intendono tutti i cavi posti ad una prestabilita altezza dal suolo, siano essi cavi elettrici, cavi per funivie ed altri e con l'espressione "ammortizzante" si intende tanto un elemento capace di ammortizzare le vibrazioni quanto di isolare la sfera delle vibrazioni del cavo

La normativa nazionale ed internazionale in materia di segnalazione degli ostacoli al volo a bassa quota prevede che, sui cavi aerei in generale (definiti ostacoli lineari) e sui conduttori delle linee elettriche aeree in particolare, debbano essere installate sfere di segnalazione ogni qual volta l'altezza al suolo,dei suddetti ostacoli supera un valore determinato. Le sfere devono essere collocate ad una distanza non superiore a 45 m l'una dall'altra ed a livello uguale a quello dell'ostacolo lineare più alto.

Sulle linee di trasmissione dell'energia elettrica l'ostacolo lineare più alto è generalmente rappresentato dalle funi di guardia.

Ε' un fatto ben conosciuto che i cavi sospesi vibrano sotto l'azione del vento che li investe e che queste vibrazioni sono una fonte frequente di rotture per fatica dei cavi stessi nei punti di sospensione o di supporto.

Questo problema viene evitato con una tecnica, nota da oltre cinquantanni, che prevede l'uso di speciali ammortizzatori di vibrazione; questi vendono installati alle estremità delle campate della linea ed hanno il compito di ridurre l'ampiezza delle vibrazioni eoliche a valori che non introducono accumulo di fatica nei cavi. L'applicazione delle sfere di segnalazione lungo i cavi aerei vanifica l'effetto dei suddetti ammortizzatori di vibrazione e trasferisce in corrispondenza dei punti di fissaggio delle sfere stesse le condizioni di vincolo che possono provocare le rotture a fatica dei cavi. Tuttavia essendo il materiale con cui vengono fabbricate le sfere di modeste prestazioni meccaniche, accade sovente che le sollecitazioni dovute a vibrazioni provochino la rottura delle sfere stesse in corrispondenza dei morsetti di fissaggio, prima ancora che si siano accumulati cicli di fatica sufficienti a determinare la rottura dei cavi.

Come e noto agli esperti nel campo, parecchie centinaia di sfere di segnalazione sono state sostituite a seguito di rotture avvenute per vibrazione sulle linee di trasmissione dell'energia elettrica. La sostituzione di queste sfere è estrèmamente onerosa, in quanto richiede la messa fuori esercizio della linea e deve essere effettuata con elicotteri. Esiste infatti una norma che vieta agli operatori in quota di percorrere la fune di guardia o di sostenersi ad essa. Il motivo di tale disposizione risiede nella considerazione che la fune di guardia agisce da parafulmine per l'elettrodotto su cui è applicata e che potrebbe aver subito, per effetto di fulminazioni, rotture tali da non garantire il sostegno dell'oDeratore e della sua attrezzatura.

Le sfere di segnalazione attualmente in commercio sono costituite da due semisfere cave di diametro compreso tra 400 e 600mm, che possono essere fatte di fibra di vetro, plastica (per es. polipropilene) o in lastra di alluminio sottile. La colorazione delle sfere è secondo le normative dei diversi paesi bianca e rossa oppure completamente arancione. Attualmente i morsetti di fissaggio al cavo sono solidali alle semisfere e sono realizzati in metallo oppure con lo stesso materiale delle sfere e le rotture delle sfere, in esercizio, avvengono in corrispondenza dei morsetti o dei punti di attacco dei morsetti alle sfere. Rinforzandotali parti dei se-, gnalatori si possono evitare le rotture suddette; tuttavia il problema permane relativamente al cavo aereo che col tempo è destinato a rompersi oer fatica con danni economici anche maggiori per l'Ente che gestisce gli impianti.

La possibilità di installare convenzionali arrenortizzatori di vibrazione anche in prossimità dei palloni, benché teoricamente attuabile, presenta aspetti tecnici ed economici svantaggiosi noti ai tecnici del settore e non viene praticata.

Scopo della presente invenzione consiste nel provvedere una sfera di segnalazione diurna dei cavi sospesi cosi conformato da ovviare a tutti gli inconvenienti riscontrati nelle sfere convenzionali.

Questo ed altri scopi dell'invenzione risulteranno evidenti alle persone esperte nell'arte dalla lettura della descrizione e delle rivendicazioni che seguono.

La sfera di segnalazione diurna dei cavi sospesi, secondo l'invenzione, è essenzialmente caratterizzata dal fatto di prevedere morsetti di fissaggio al cavo collegati alla sfera mediante mezzi elastici.

Alcune preferite forme di esecuzione dell'invenzione sono illustrate - a titolo esemplificativo ma non limitativo -nelle figure delle allegate tavole di disegno, dove:

- la Fig. 1 è una vista laterale di una sfera secondo l'invenzione;

- la Fig. 2 è una vista laterale della sfera di Fig. 1;

- la Fig. 3 è una variante del dispositivo ammortizzante; - la Fig. 4 è una vista laterale del dispositivo di Fig. 3; - la Fig. 5 è una ulteriore variante del dispositivo ammortizzante; e - la Fig. 6 è una vista laterale del dispositivo di Fig. 5.

Prima di entrare nel dettaglio delle soluzioni costruttive del dispositivo di cui all 'invenzione è opportuno richiamare l 'attenzione del lettore su quanto segue.

E' noto che le vibrazioni eoliche si producono quasi interamente in un piano verticale e che sono particolarmente rovinose per velocità del vento comprese tra 3 e 24 km/h. Le frequenze di vibrazione eolica nel suddetto intervallo di velocità del vento si possono calcolare con la seguente formula di Strouhal

dove f è la frequenza di vibrazione misurata in Hertz, V è la velocità del vento in chilometri all 'ora e d è il diametro esterno del cavo misurato in metri .

Per esempio per una fune di guardia di comune impiego a-

-3

vente diametro di 11 ,5 .10 m il campo di frequenza delle vibrazioni eoliche pericolose è 13vl07 Hz.

Per quanto concerne le posizioni che la sfera può assumere sul cavo occorre tener presente che:

1) un cavo aereo tesato si dispone secondo una curva detta "catenaria" la cui inclinazione rispetto all 'asse orizzontale cresce progressivamente dal centro della campata verso le estremità della stessa. Questa inclinazione si accentua nel caso di campate a dislivello. Ne risulta che l 'asse della sfera passante per il centro dei morsetti di fissaggio della sfera stessa può assumere teoricamente un angolo di inclinazione rispetto all 'orizzontale compreso tra 0° e 90°;

2) un cavo aereo tesato è soggetto a rotazioni intorno al suo asse longitudinale Der effetto delle variazioni del tiro conseguenti alle variazioni di temperatura o a carichi meccanici . Pertanto anche le sfere solidali al cavo possono subire analoghe rotazioni .

I dispositivi ammortizzanti devono, ovviamente, anche essere in grado di sopportare, per l 'intero tempo di vita del cavo tesato (per gli elettrodotti tale tempo vita è valutato 30 anni) tutte le sollecitazioni di carattere meccanico, chimico e metereologico a cui componenti di una struttura in ambiente esterno sono soggetti durante il loro esercizio.

Con particolare riguardo agli elettrodi possono essere considerati i seguenti tipi principali di sollecitazione: - Vibrazioni eoliche - I dispositivi ammortizzanti devono controllare le ampiezze delle vibrazioni eoliche dei cavi . Per fare ciò devono deformarsi sotto l ’effetto di forze alternate che si ripetono ciclicamente durante la vita di una linea per decine di milioni di volte.

- Variazioni di temperatura del cavo - La temperatura dei cavi può variare in funzione della temperatura ambiente e del riscaldamento indotto dal passaggio di correnti elettriche. - Raggi ultravioletti e ozono - Sono sollecitazioni comuni a tutte le strutture in ambiente esterno. L'ozono poi , nelle linee ad alta tensione, viene anche generato dal campo elettrico dei cavi .

- Pioggia, neve e deposito di manicotti di ghiaccio - I depositi di neve e ghiaccio sui cavi possono dare origine a oscillazioni molto ampie dei cavi stessi per instabilità aerodinamica e per distacco improvviso.

Con riferimento in particolare alla Fig. 1 , con 1 è indicata una sfera di per sè convenzionale, ad esempio in materiale plastico, costituita da due semi-sfere fra loro collegate attraverso la quale sfera passa un cavo 2.

Come chiaramente risulta dalla figura, a ciascun lato della sfera 1 , in posizione contrapposta, è previsto un convenzionale morsetto - indicato genericamente con 3 - costituito da una flangia 4 dotata di collare 5 attraverso il quale passa il cavo 2. Mezzi di serraggio, non illustrati, bloccano le due parti del morsetto fra loro.

Alla flangia 4 è collegata una pluralità di cavetti 6 la cui opposta estremità è solidale ad una parte ingrossata 7 della sfera 1. Nella forma di esecuzione della Fig. 1, come rilevabile anche dalla Fig. 2, i cavetti 6 sono disposti circonferenzi al mente ed equidi stanziati cosi da formare una gabbia circondante il cavo 2. I cavetti 6 possono essere costi -tuitida trefoli metallici , od anche da molle a SDirale eventualmente annegati in corpi filiformi in gomma. Le dimensioni dei cavetti 6 varieranno, ovviamente, in funzione delle diverse condizioni di applicazione.

Come illustrato nelle Figg. 3 e 4, i cavetti 6 possono presentare un andamento svergolato fra loro potendo le opposte estremità di questi essere diversamente fissate sulla flangia 4 rispetto al punto di fissaggio sulla sfera 1.

La disposizione dei cavetti 6 illustrata nelle Figg. 5 e 6 si differenzia dalla disposizione illustrata nelle Figg. 1 e 2 per il fatto di essere fra loro paralleli anziché divergenti .

La disposizione sostanzialmente a gabbia dei cavetti 6 racchiudente il cavo 2 risolve soddisfacentemente le richieste funzioni di ammortizzamento, ed anche di isolamento, nelle condizioni indicate nei punti 1 e 2 della prefazione.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sfera di segnalazione diurna dei cavi sospesi , caratterizzata dal fatto di prevedere morsetti di fissaggio al cavo collegati alla sfera mediante mezzi elastici .
2. 2. Sfera di segnalazione di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi elastici sono costituiti da cavetti , o similari, col leganti detti morsetti a detta sfera costituendo un sistema a gabbie circondanti il cavo.
3. 3. Sfera di segnalazione di cui alla rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti cavetti sono corde metalliche multifilari .
4. 4. Sfera di segnalazione di cui alla rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti cavetti , o similari , sono costituiti da elementi a spirale annegati in gomma o similare materiale. Il tutto sostanzialmente come descritto, illustrato, rivendicato e per gli scopi menzionati .