ITBO960082A1 - Apparecchiatura per il controllo di linee elettriche - Google Patents

Abstract

Prevede un albero a manico astiforme piatto formato da tre settori a base parallelepipeda, dei quali un superiore (1), fungenta anche da impugnatura, un intermedio (2) ed un inferiore (3), con solidale un mezzo pulente, assialmente connessi in successione da una coppia di articolazioni rotanti (4) parallele ed impostate su una stessa faccia per consentire, in condizione sospesa e con le stesse volte verso l'alto, la sua disposione assiale per effetto gravitazionale e con arresto in posizione consentito ad effetto battente dalle eguali pareti quadre d'imposta (5) dei componenti. Per l'impiego, mantenendo l'attrezzo inclinato verso il basso lo si porta sui residui e si opera a sfregamento a moto alternato con angolo di incidenza inferiore a 90° operando in simbiosi con il getto d'acqua di scarico. Al termine dell'operazione, ripulita la parte pulente con il getto d'acqua, si porta in ribaltamento l'attrezzo e mediante spostamento a lato si dispone il settore intermedio (2) su un tratto di bordo della tazza così da determinare, per rotazione di 90° della cerniera inferiore, la disposizione verticale del settore inferiore con il mezzo pulente all'interno dell'invaso, si porta poi in abbassamento il settore superiore (1) determinando, per rotazione di 90° della cerniera superiore, la disposizione in verticale all'esterno della tazza.

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: APPARECCHIATURA PER IL CONTROLLO DI LINEE ELETTRICHE.

Il presente trovato concerne un'apparecchiatura per il controllo di linee elettriche ed ? relativa, in particolare, ad un'apparecchiatura utilizzabile per il controllo di linee elettriche destinate ad alimentare locomotori e similari macchine elettriche. Macchine di questo tipo risultano collegate ad un conduttore di una linea elettrica dalla quale ricevono l'energia necessaria alla trazione.

I locomotori sono provvisti di un pantografo presentante superiormente un organo di presa di corrente elettrica, detto strisciante, che definisce il collegamento elettrico con ima linea aerea dalla quale viene appunto prelevata l'energia elettrica.

Per la realizzazione della linea elettrica aerea vengono utilizzati dei fili in materiale conduttore (generalmente rame), i quali vengono sorretti da appositi tralicci e sono soggetti a deterioramento a causa dell'interazione con lo strisciante del pantografo e dell'intervento degli agenti atmosferici.

Poich? la diminuzione del diametro del filo conduttore al disotto di un determinato valore pu? causare la rottura del filo (per ovvia diminuzione della resistenza meccanica), ? necessario il controllo periodico del consumo dei conduttori. Tale controllo viene eseguito manualmente, misurando il diametro del conduttore con un calibro, abbinando tale verifica ad un controllo visivo della linea stessa da parte dei relativi operatori, che si muovono lungo la linea ferroviaria su un carrello.

Al verificarsi di un deterioramento eccessivo, vale a dire in corrispondenza della misurazione di un diametro inferiore ad un determinato valore limite, il filo deve essere sostituito.

La periodicit? con cui vengono eseguiti i controlli viene stabilita in base a criteri statistici, ovvero secondo medie statistiche relative a rilevamenti precedenti e funzione soprattutto del traffico della tratta di linea interessata: comunque sia, si pu? definire una verifica a campionatura.

Tra gli inconvenienti ? da sottolineare il fatto che l'esecuzione manuale dei rilevamenti ? molto dispendiosa in termini di tempo e, inoltre, non pu? coprire efficacemente la totalit? della linea ferroviaria.

Lo scopo del presente trovato ? pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati con un'apparecchiatura per il controllo di linee elettriche in grado di stabilire il consumo dei conduttori di linee elettriche, in particolare linee elettriche aeree di alimentazione di linee ferroviarie, con un sistema opto-elettronico che utilizza le modalit? di riflessione della luce da parte dei conduttori elettrici usati per le linee suddette.

In pratica, l'apparecchiatura si basa sul concetto che un fascio di luce sostanzialmente direttivo, incidente su un filo conduttore, viene riflesso con modalit? che differiscono in funzione dello stato di consumo del filo stesso. Infatti, un filo conduttore nuovo, visto secondo una sezione trasversale al suo sviluppo, presenta una sezione conformata sostanzialmente circolare; la porzione del filo conduttore interessata al contatto con lo strisciante del pantografo ? quella inferiore che, vista sempre in sezione trasversale, presenta ovviamente una conformazione secondo un arco di circonferenza. Per questo motivo, un fascio di luce sostanzialmente direttivo che incida sulla porzione di contatto di un filo nuovo (ovvero non usurato) viene rinviato in una serie di fasci riflessi, dei quali una parte risulta divergente ed un'altra parte, o porzione centrale che arriva sul filo secondo una direzione coincidente con quella del raggio del filo (vale a dire perpendicolare alla tangente alla circonferenza che definisce la sezione del filo medesimo), viene riflessa su un piano che contiene il relativo raggio incidente e la direzione di sviluppo del filo.

In seguito allo sfregamento con lo strisciante del pantografo, si ha una riduzione della sezione del filo, con la conseguenza che la porzione inferiore di contatto passa dalla conformazione ad arco di circonferenza di cui sopra ad una conformazione a corda di circonferenza. La conformazione a corda di circonferenza determina una variazione nelle modalit? di riflessione del raggio incidente. In sostanza, la porzione centrale del fascio che viene riflessa su un piano coincidente con quello di incidenza, con il progressivo consumo del filo, aumenta in larghezza in funzione della lunghezza della suddetta corda di circonferenza.

Il concetto ? meglio comprensibile facendo riferimento alle figure 3 e 4, relative alla rappresentazione schematica rispettivamente di una porzione di filo nuovo e di filo consumato. Nelle figure ? contrassegnato con 2 il filo, che risulta rappresentato parzialmente ed in sezione trasversale alla sua direzione di sviluppo. La porzione del filo destinata al contatto con lo strisciante (a sua volta illustrato schematicamente e parzialmente in tratteggio, contrassegnato con 15) ? rappresentata rispettivamente con 20 in condizioni di filo nuovo e con 20' in condizioni di filo usurato; i raggi incidenti sono rappresentati con i, mentre quelli riflessi con r. Quando la direzione del raggio riflesso giace sostanzialmente sullo stesso piano della direzione del raggio incidente e della direzione di sviluppo del filo, il raggio riflesso ? indicato con r *. La differenza tra le modalit? di riflessione in condizioni di filo nuovo e di filo usurato ? evidente e corrisponde alla differenza di larghezza del fascio di raggi riflessi r*; infatti il fascio riflesso r* nell'esempio di figura 3 ? estremamente limitato, mentre nell'esempio di figura 4 corrisponde alla lunghezza L della corda di circonferenza che definisce la porzione di contatto 20' in sezione trasversale.

L'apparecchiatura oggetto del presente trovato ? provvista di mezzi di emissione di un fascio luminoso sostanzialmente direttivo, atti a inviare un fascio sulla porzione inferiore del filo (quella soggetta a consumo in seguito a contatto con lo strisciante) secondo un angolo incidente, e mezzi di rilevamento di emissioni luminose disposti in corrispondenza di un percorso di riflessione prestabilito disposto su un piano di giacitura del raggio incidente comprendente la direzione di sviluppo del filo stesso.

I mezzi di rilevamento rilevano la quantit? di luce relativa ai raggi riflessi che hanno ima direzione giacente sullo stesso piano di emissione o incidenza e di sviluppo longitudinale del filo, in modo da stabilire, in base al principio sopra descritto, il consumo del filo conduttore.

In corrispondenza di filo nuovo (ovvero con un limitato stato di usura) i mezzi di rilevamento riceveranno una limitata quantit? di luce, riflessa dalla porzione di contatto che risulta conformata sostanzialmente ad arco di cerchio in sezione. Con il crescere del consumo del filo, la luce ricevuta sar? maggiore, con una corrispondente maggiore larghezza del fascio di raggi riflessi disposti sul piano dei corrispondenti raggi incidenti e dello sviluppo del filo (quelli indicati con r* nelle figure 3 e 4).

Ovviamente, quando la lunghezza della suddetta corda di cerchio raggiunge la lunghezza del diametro del filo, la stessa lunghezza decresce; il verificarsi di tale situazione non viene considerato perch? relativo a valori superiori ai limiti massimi consentiti di consumo.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

- la figura 1 illustra uno schema blocchi relativo ad un esempio di realizzazione del presente trovato;

- la figura 2 illustra, in una vista laterale con alcuni particolari schematizzati e/o non in scala per comodit? di descrizione, un esempio di realizzazione deH'apparecchiatura in abbinamento ad un veicolo a trazione elettrica;

- le figura 3 e 4 illustrano schematicamente possibili interazioni di raggi luminosi con una porzione di filo conduttore, rappresentata in sezione trasversale e limitatamente alla parte destinata al contatto con un organo strisciante di collegamento.

Nelle figure dei disegni allegati, un'apparecchiatura per la verifica dell'usura di linee elettriche realizzata secondo il presente trovato ? stata contraddistinta nella sua totalit? con il numero 1.

Come detto in precedenza, l'apparecchiatura 1 ? utilizzabile, in particolare, per verificare lo stato di usura di linee elettriche di alimentazione, rappresentate da un filo conduttore 2 nell'esempio di figura 2.

Sempre nell'esempio di figura 2, ? rappresentata una macchina elettrica ferroviaria 11, mobile tramite ruote 12 su una rotaia 13 e provvista di uno strisciante 15 atto a consentire il collegamento elettrico con il filo 2, ovvero con una sua porzione di contatto 20, disposta generalmente nella parte inferiore del filo nelle linee ferroviarie.

La porzione di contatto 20 del filo 2, come meglio descritto nelle figure 3 e 4 analizzate precedentemente, passa, in corrispondenza dell'usura, da una configurazione ad arco di circonferenza, in ima vista in sezione trasversale alla direzione di sviluppo (indicata con X), ad una conformazione a corda di circonferenza (come nell'esempio indicato con 20' in figura 4) di lunghezza crescente in funzione dell'usura del filo medesimo.

L'apparecchiatura ? essenzialmente costituita da mezzi emettitori di luce 3, mezzi trasduttori di segnale luminoso 4 in segnale elettrico e da mezzi di elaborazione 5, in seguito descritti in dettaglio.

1 mezzi emettitori di luce 3 sono atti ad emettere un primo fascio luminoso o fascio incidente i sostanzialmente direttivo, diretto verso la porzione di contatto 20 con una traiettoria definente un primo angolo ? rispetto alla direzione di sviluppo X, in modo da essere riflesso in un secondo fascio o fascio riflesso r.

In una preferibile soluzione di realizzazione non limitativa, i mezzi emettitori di luce possono essere del tipo a luce monocromatica, costituiti da diodi LED ad alta efficienza ad angolo stretto.

Per l'utilizzazione su linee ferroviarie nelle quali ? previsto almeno un filo conduttore disposto lungo una poligonale estendentesi in larghezza per un determinato valore D, i mezzi emettitori di luce 3 possono essere costituiti da una pluralit? di diodi LED disposti per una larghezza non inferiore alla larghezza D della poligonazione.

L'utilizzo di LED ? particolarmente vantaggioso perch? tali dispositivi risultano notevolmente leggeri ed affidabili, non risentendo da sollecitazioni quali vibrazioni, scossoni, ecc.. Inoltre, consentono un controllo ottimale dell'intensit? di luce emessa e del relativo angolo di emissione.

I mezzi trasduttori di segnale luminoso 4 in segnale elettrico sono atti al rilevamento di fasci luminosi riflessi r* disposti sostanzialmente complanari alla direzione dei corrispondenti fasci incidenti i ed alla direzione di sviluppo X del filo 2.

Analogamente ai mezzi emettitori di luce 3, anche per tali mezzi 4, nel caso di linee aeree di alimentazione elettrica nelle quali ? previsto almeno un filo conduttore disposto lungo una poligonale estendentesi in larghezza per un determinato valore D, i mezzi trasduttori di segnale luminoso 4 possono presentare un raggio di azione 16 o angolo di lettura 16 estendentesi in larghezza per almeno il suddetto valore determinato D. Con un raggio di azione di tale larghezza, in abbinamento alla parte elettronica descritta in precedenza, ? possibile controllare anche un numero pi? elevato di fili conduttori.

I mezzi trasduttori di segnale luminoso 4 possono essere costituiti da almeno un dispositivo ad accoppiamento di carica o CCD (charge coupled device) fornente in uscita un primo segnale s(r*) relativo al fascio riflesso r*.

L'uso di dispositivi CCD per la rilevazione dei fasci riflessi consente una notevole velocit? di lettura e quindi di utilizzo dell'apparecchi atura. Con tali dispositivi si possono ottenere 1000 campionamenti al secondo: per questa ragione anche a velocit? elevate si possono avere ottimali misurazioni del filo, a titolo di esempio, ad una velocit? di 180 km/h i rilevamenti vengono eseguiti con letture distanziate di circa 5 cm.

Tali dispositivi, in abbinamento ai LED utilizzati per remissione di luce consentono di ottenere un'apparecchiatura che non ha parti meccaniche in movimento e quindi risulta oltremodo resistente ed affidabile.

Inoltre, possono essere previsti mezzi di focalizzazione 17, abbinati ai mezzi trasduttori di segnale luminoso 4 ed atti a mettere a fuoco la lettura dei mezzi trasduttori 4 sostanzialmente esclusivamente sulla porzione di contatto 20, cos? da ricevere segnali luminosi riflessi sostanzialmente esclusivamente dalla porzione medesima 20. Tali mezzi di focalizzazione 17 possono essere costituiti da obiettivi di tipo fotografico, in particolare del tipo con limitata profondit? di campo in modo da escludere segnali luminosi relativi a oggetti o parti di oggetti disposti a quote differenti rispetto alla porzione di contatto del filo. In figura 1 tali mezzi sono rappresentati schematicamente da una linea discontinua disposta tra i mezzi trasduttori di segnale luminoso 4 e i mezzi emettitori 3.

I mezzi di elaborazione 5 risultano collegati ai mezzi trasduttori 4 e sono atti a misurare l'intensit? dei fasci riflessi r*in funzione del segnale elettrico s(r*), cos? da stabilire il consumo di detto filo 2 in funzione dell'intensit? dei fasci riflessi r*. ovvero in funzione della variazione di conformazione della porzione di contatto 20, 20'.

Nell'esempio illustrato, i mezzi di elaborazione 5 comprendono un dispositivo squadratore 6 che pu? essere preferibilmente del tipo a soglia variabile in funzione di valori autoregolatrici in funzione alla luminosit? ambiente, in modo da trasformare il primo segnale s(r*) ricevuto dai mezzi trasduttori di segnale luminoso 4 in un secondo segnale s'(r*) corretto in funzione della suddetta luminosit?.

E' previsto, inoltre, un circuito misuratore temporale 7 atto a correlare un segnale ricevuto, direttamente o indirettamente, dai mezzi trasduttori di segnale luminoso 4 ad un periodo di tempo, in modo da fornire in uscita un terzo segnale v funzione della permanenza di un segnale luminoso in una determinata posizione per un determinato intervallo di tempo.

Possono essere previsti mezzi di connessione e/o di archiviazione 8, collegati ad almeno un circuito di temporizzazione o clock 10 e/o ad un circuito di rilevamento 9 dello spostamento della macchina elettrica 11.

Tutta l'apparecchiatura lpu? essere supportata da un pantografo 14 o da una struttura portante similare atta a mantenere l'apparecchiatura medesima ad una distanza costante dal filo cos? da permettere il posizionamento di mezzi emettitori 3, mezzi trasduttori 4 su distanze e configurazioni prestabilite.

II trovato cos? concepito ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per la verifica dell'usura di linee elettriche, in particolare per l'alimentazione di veicoli a trazione elettrica o macchine elettriche similari (11), linee costituite da almeno un filo conduttore (2) atto a definire un collegamento elettrico con un organo strisciante (15) di presa di corrente presentato da detta macchina elettrica (11); detto filo (2), in condizioni di filo nuovo ovvero non usurato, presentando una sezione sostanzialmente circolare ed una porzione di contatto (20), destinata a detto organo di presa di corrente (15), conformata secondo un arco di circonferenza in una vista in sezione trasversale alla direzione di sviluppo (X) di detto filo (2); detta porzione di contatto essendo destinata a passare, in corrispondenza del progressivo consumo del filo, ad una conformazione, secondo detta sezione trasversale, a corda di circonferenza (20') di lunghezza (L) crescente in funzione dell'usura del filo medesimo; apparecchiatura caratterizzata dal fatto di essere costituita da: - mezzi emettitori di luce (3) atti ad emettere un primo fascio luminoso o fascio incidente (i) direttivo, diretto verso detta porzione di contatto (20; 20?) con una traiettoria definente un primo angolo (a) rispetto a detta direzione di sviluppo (X), in modo da essere riflesso in un secondo fascio o fascio riflesso (r), - mezzi trasduttori di segnale luminoso (4) in segnale elettrico rilevato, atti al rilevamento dell'intensit? dei fasci luminosi riflessi (r*) disposti sostanzialmente complanari alla direzione dei corrispondenti fasci incidenti (i) e a detta direzione di sviluppo (X) di detto filo (2); - mezzi di elaborazione (5) collegati a detti mezzi trasduttori (4), atti a misurare l'intensit? di detti fasci riflessi (r*) in funzione di detto segnale elettrico rilevato, cos? da stabilire il consumo di detto filo (2) in funzione dell'intensit? di detti fasci riflessi (r*), ovvero in funzione della variazione di conformazione di detta porzione di contatto (20; 20').
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in particolare per linee aeree di alimentazione elettrica nelle quali ? previsto almeno un filo conduttore disposto lungo una poligonale estendentesi in larghezza per un determinato valore (D), caratterizzata dal fatto che detti mezzi trasduttori di segnale luminoso (4) presentano un raggio di azione (16) estendentesi in larghezza per almeno detto valore determinato (D).
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi trasduttori di segnale luminoso (4) sono costituiti da almeno un dispositivo ad accoppiamento di carica o CCD fornente in uscita un primo segnale (s(r*)) relativo a detto fascio riflesso (r*).
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di fecalizzazione (17) abbinati a detti mezzi trasduttori di segnale luminoso (4) ed atti a focalizzare lo stesso con limitata profondit? di campo, cos? da ricevere segnali luminosi riflessi esclusivi della detta porzione di contatto (20; 20').
5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi emettitori di luce (3) sono del tipo a luce monocromatica.
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi emettitori di luce (3) sono costituiti da diodi LED ad alta efficienza ad angolo stretto.
7. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in particolare per linee aeree di alimentazione elettrica nelle quali ? previsto almeno un filo conduttore disposto lungo una poligonale estendentesi in larghezza per un determinato valore (D), caratterizzata dal fatto che detti mezzi emettitori di luce (3) sono costituiti da una pluralit? di diodi LED disposti per una larghezza non inferiore a detto determinato valore (D).
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di elaborazione (5) comprendono un dispositivo squadratore (6) presentante una soglia autoregol antesi in funzione della luminosit? ambiente, in modo da trasformare un primo segnale (s(r*)), ricevuto da detti mezzi trasduttori di segnale luminoso (4) e relativo a detto fascio riflesso (r*), in un secondo segnale (s?(r*)) corretto in funzione della suddetta luminosit?.
9. 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di elaborazione (5) comprendono un circuito misuratore temporale (7) atto a correlare un segnale ricevuto, direttamente o indirettamente, da detti mezzi trasduttori di segnale luminoso (4) ad un periodo di tempo, in modo da fornire in uscita un terzo segnale (v) funzione della permanenza di un segnale luminoso in una determinata posizione per un determinato intervallo di tempo.
10. 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di elaborazione (5) comprendono mezzi di connessione (8) ad almeno un circuito di temporizzazione (10).
11. 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di elaborazione (5) comprendono mezzi di connessione (8) ad almeno un circuito di rilevamento (9) dello spostamento di detta macchina elettrica (11).
12. 12. Apparecchiatura per la verifica dell'usura di linee elettriche secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.