ITMI20080231U1 - Dispositivo di protezione antifulmine, particolarmente per i cavi coassiali che collegano le antenne agli apparati ricetrasmittenti. - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Modello di Utilità avente per titolo:

"DISPOSITIVO DI PROTEZIONE ANTIFULMINE, PARTICOLAR-MENTE PER I CAVI COASSIALI CHE COLLEGANO LE ANTENNE AGLI APPARATI RICETRASMITTENTI"

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo di protezione antifulmine, particolarmente per i cavi coassiali che collegano le antenne agli apparati ricetrasmittenti.

Com'è noto, il fulmine è una scarica elettrica di grandi dimen- ; sioni che avviene tra una nuvola ed un altro polo elettrico (altra nu- j vola, superficie terrestre, aereo in volo, ecc.) tra cui esista una differenza di potenziale così grande da determinare la rottura del dielettrico tra loro esistente.

La differenza di potenziale espressa in un fulmine dipende dal livello delle cariche elettriche presente nel composto nuvoloso e può j avere valori compresi tra 10<6>e 10<9>volt.

Anche la corrente elettrica generata, che dipende dal livello di ionizzazione della colonna (conduttanza dell'aria) ha valori elevatissimi, da 10.000 a 200.000 ampere.

Per evidenziare gli aspetti devastanti che un fulmine produce, basti ricordare che una corrente elettrica di poche centinaia di milliampere è sufficiente per causare gravissimi danni fisici all'essere umano che ne viene attraversato.

Dopo quasi 100 anni dai primi studi di B. Franklin sui fenomeni elettrici, M. Faraday, nel 1836, dimostrò che le cariche elettriche si concentrano sulla superficie esterna di un ambiente e lo fece costruendo un locale rivestito di fogli metallici a cui applicò una tensione altissima prodotta da un generatore elettrostatico.

Ebbene, per mezzo di un elettroscopio, si potè notare come nessuna carica elettrica fosse presente all'interno del locale protetto.

Da allora, l'evoluzione tecnica ha consentito di sviluppare molteplici dispositivi di protezione per le applicazioni e per gli ambienti più disparati: dai classici parafulmini agli impianti di messa a terra, dai sistemi di schermatura ai dispositivi di protezione dalle sovratensioni, ai salvavita domestici, ecc.

Nel settore degli impianti di comunicazione si utilizzano le cosiddette "discese di antenna" o “Jumpers", ossia cavi coassiali che trasportano i segnali captati dalle antenne alle "base units", ovvero apparecchiature di filtro, amplificazione e di ri-trasmissione dei segnali.

Questa stessa Richiedente ha sviluppato un kit di messa a terra costituito da un contatto centrale in rame nichelato, mantenuto serrato al cavo da proteggere per mezzo di un collare in acciaio.

Tale precedente kit di messa a terra è formato da un contatto centrale in rame stagnato mantenuto compresso sul conduttore esterno del cavo da proteggere per mezzo di un collare in acciaio in modo da realizzare una resistenza di contatto di qualche mOhm che è la condizione indispensabile per potere “veicolare” la corrente del fulmine verso il sistema di terra e di dispersione.

Tra contatto e collare di serraggio è interposta una guaina di gomma che garantisce la tenuta stagna della connessione per evitare l’ingresso di acqua (pioggia, condensa, ecc.) che provocherebbe la formazione di ossidazioni e di corrosioni che porterebbero ad un notevole aumento della resistenza di contatto compromettendo la funzionalità del dispositivo fino ad una sua completa inefficacia.

La parte interna del contatto centrale avvolge lo schermo metallico (corrugato, liscio, a treccia) del cavo coassiale RF da proteggere il quale può anche essere identificato come “discesa d’antenna” oppure “jumper”.

La parte esterna è collegata, per crimpatura, ad un cavo di sezione tale da supportare il passaggio senza interrompersi di una corrente di 100 kA connesso al traliccio oppure al cavo di massa generale e quindi agli elettrodi di messa a terra (dispersori) che rappresentano il vero e proprio sistema di protezione del cavo coassiale RF.

L’eventuale folgorazione del cavo verrà intercettata dal suo schermo (conduttore esterno del cavo) e successivamente dispersa a terra per mezzo del kit di protezione prima e del dispersore poi. La sua struttura precedente, benché concettualmente valida, presentava alcune limitazioni sul piano tecnologico, realizzativi e di installazione.

La struttura interna del dispositivo era complessa e delicata. Complessa in quanto il cavo di dispersione da collegare al traliccio (od al cavo di massa) doveva essere fissato al contatto per crimpatura su un tubetto solidale al contatto stesso per mezzo di saldatura con lega ad alto punto di fusione (“castolin”).

Tale struttura era delicata perché le operazioni di saldatura e crimpatura dovevano essere effettuate con grande attenzione per una connessione meccanica (e conseguentemente elettrica) tra le parti tale da non pregiudicare la bontà della connessione nel tempo con conseguente ridotta funzionalità del dispositivo.

La sua producibilità presentava aspetti impegnativi: basti pensare alla sola gamma di impermeabilizzazione secondo normativa IP67 realizzata con mensola in EPDM T60 con durezza 60 Shore che doveva essere preformata con pressioni di 0,2 ton/cm .

Non meno importante la laboriosità della sua installazione data dalle tre parti mobili (contatto, gomma e collare di acciaio) che dovevano essere sovrapposte una all’altra assicurandosi che ognuna fosse posizionata correttamente per svolgere le diverse funzioni (contatto, impermeabilizzazione e la necessaria pressione del collare con la chiusura totale della vite di acciaio).

Questo poteva presentare potenziali rischi per gli installatori che operano spesso in sospensione sui tralicci di supporto delle antenne.

Come si può intuire dalla figura 1 il traliccio ha un’altezza variabile da 10 a 30 metri quindi il pericolo ed il disagio dell’installatore sono indubbi.

Compito del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di messa a terra, o “kit di messa a terra”, perfezionato rispetto ai dispositivi di tipo noto in precedenza descritti.

Nell’ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di messa a terra ridisegnato ed innovato nella struttura e nella scelta dei materiali.

Un ulteriore scopo è quello di realizzare un dispositivo che garantisca prestazioni superiori avvalendosi dell'acquisita esperienza e delle nuove tecnologie disponibili.

Un altro scopo del trovato è quello di semplificare il processo produttivo per ottenere una riduzione dei costi.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo che permetta di agevolare e rendere più sicura la procedura di installazione.

Un altro scopo ancora è quello di realizzare un dispositivo in grado di ottenere la qualificazione formale da parte di un Esterno (CESI) al fine di comprovare la rispondenza delle caratteristiche del prodotto con le norme CEI applicabili (Norma CEI EN 6230s-1 2006-04).

seguito, sono raggiunti da un dispositivo di protezione antifulmine, particolarmente per i cavi coassiali che collegano le antenne agli apparati ricetrasmittenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un contatto centrale mantenuto serrato al cavo da proteggere per mezzo di un collare esterno; tra il contatto centrale ed il collare di serraggio è interposta una guarnizione che garantisce la tenuta stagna della connessione per evitare dispersioni e corrosioni; il contatto centrale è in corpo unico con la guarnizione in gomma ed il collare esterno.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica che rappresenta in modo schematico un tipico impianto di ricetrasmissione;

la figura 2 è una vista prospettica, parzialmente esplosa, del dispositivo di protezione antifulmine secondo il presente trovato; la figura 3 è una vista prospettica che rappresenta il dispositivo antifulmine nella condizione d’uso;

la figura 4 è una vista in pianta, sezionata, del dispositivo in condizioni d’uso;

la figura 5 è una vista in pianta parzialmente esplosa del dispositivo;

la figura 6 rappresenta una vista prospettica del collare perfe zionato in oggetto;

la figura 7 rappresenta il medesimo collare a cui è applicato un capocorda.

Con particolare riferimento ai simboli numerici delle suddette figure, il dispositivo di protezione antifulmine, secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1 , è applicabile ad un impianto di comunicazione, del tipo illustrato in figura 1 ed indicato globalmente con il numero di riferimento 100.

L’impianto 100 comprende un’antenna 20 montata su un traliccio 21 e dotata di un parafulmine 23.

L’antenna 20 è collegata agli apparati ricetrasmittenti, disposti in un alloggiamento 24, tramite un cavo coassiale di radio frequenza 25.

L’impianto comprende inoltre un cavo, o piattina, di massa 26 e dei dispersori di terra 27.

Il dispositivo di protezione antifulmine presenta una connessione diretta alla linea di equipotenziale di massa del traliccio.

Il dispositivo di protezione 1 comprende un contatto centrale 2 mantenuto serrato al cavo da proteggere per mezzo di un collare esterno 3.

Tra il contatto centrale 2 ed il collare di serraggio 3 è interposta una guaina di gomma 4 che garantisce la tenuta stagna della connessione per evitare dispersioni e corrosioni.

Il collare esterno viene bloccato tramite viti di fissaggio 6 e relativi dadi 7.

Secondo il presente trovato, il contatto centrale 2 è in corpo unico con la guarnizione in gomma 4 ed il collare esterno 3.

Ciò evita all’installatore di dovere posizionare i vari elementi ed assicura una installazione più agevole e precisa.

Vantaggiosamente, il contatto centrale 2 è costituito da un lamierino corrugato in acciaio Inox AISI 304.

Il cavo 5 di collegamento al traliccio non è saldato, come nei dispositivi della tecnica nota, bensì connesso al corpo del dispositivo di dispersione attraverso le stesse viti di fissaggio 6 del collare esterno 3.

Anche questa caratteristica produce effetti vantaggiosi in termini di semplificazione del processo produttivo e di installazione.

La parte in gomma 4 è vantaggiosamente costituita da un materiale noto con il nome commerciale Santoprene®.

La guarnizione 4 presenta una durezza di 60 Shore, analoga a quella delle guarnizioni tradizionali, ma può essere sagomata tramite iniezione in stampi appositamente costruiti, senza ricorrere alla pressione.

Le viti di fissaggio 6 sono trattenute da rondelle in plastica 8 per evitare il loro sfilamento e possibili cadute accidentali durante l'installazione.

La parte interna del contatto centrale 2 avvolge lo schermo metallico, corrugato, del cavo coassiale RF da proteggere.

Per mezzo del cavo 5, di sezione opportuna, la sua parte esterna 3 viene collegata al traliccio 21 oppure, ove esistente, al ca vo di massa 25.

Unitamente agli elettrodi di messa a terra, o dispersori 27, essi rappresentano il vero e proprio sistema di protezione del cavo coassiale RF: l'eventuale folgorazione del cavo segnali, verrà inizialmente intercettata dal suo schermo corrugato e successivamente disperso a terra per mezzo del kit di protezione prima e del dispersore poi.

E’ opportuno sottolineare che il contatto centrale 2 è costituito da un lamierino ondulato in acciaio inox AISI 304 come il collare esterno 3 a cui è solidamente fissato per saldatura elettrica.

Sul collare 3 sono anche fissati la guarnizione in gomma 4, per mezzo di 4 rinforzi inseriti a pressione su 4 fori del collare, ed il cavo di massa è bloccato con un rivetto 30 in acciaio.

In questo modo le 4 parti sono solidali tra loro e non ci sono più parti mobili ottenendo un dispositivo “monolitico”.

Non è quindi più necessaria la ricerca del posizionamento migliore del contatto, della gomma 4 e del collare 3 per successivi tentativi dell”installatore con una radicale semplificazione dell’operazione di installazione.

Il cavo 5 di collegamento al traliccio 21 è fissato ad un capocorda (tramite crimpatura) ed è bloccato sul collare 3 d’acciaio per mezzo di un rivetto 30 e delle due viti 6 che chiudono e bloccano il collare 3 sul cavo da proteggere.

E’ così aumentata la superficie di contatto con un conseguente aumento dell’efficienza del “kit di messa a terra”.

Si è in pratica constatato che il trovato raggiunge il compito e gli scopi prefissati.

Si è infatti realizzato un dispositivo di protezione con prestazioni del tutto apprezzabili: sottoposto al passaggio di una corrente da 100 Kamp, la resistenza di contatto resta pressoché inalterata, mentre la sua superficie non evidenzia alcun segno di danneggiamento (valutazione CESI).

Il dispositivo di protezione antifulmine secondo il presente trovato permette un risparmio sui costi di produzione di circa il 36,6% rispetto ad un dispositivo tradizionale.

La riduzione dei tempi di installazione è, in media, del 28 %.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze.

Claims (12)

1. R I V E N D I C AZ I O N I 1. Dispositivo di protezione antifulmine, particolarmente per i cavi coassiali che collegano le antenne agli apparati ricetrasmittenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un contatto centrale mantenuto serrato al cavo da proteggere per mezzo di un collare esterno; tra il contatto centrale ed il collare di serraggio è interposta una guarnizione che garantisce la tenuta stagna della connessione per evitare dispersioni e corrosioni; il contatto centrale è in corpo unico con la guarnizione in gomma ed il collare esterno.
2. 2. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il collare esterno viene bloccato tramite viti di fissaggio 6 e relativi dadi.
3. 3. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il contatto centrale è costituito da un lamierino corrugato in acciaio Inox AISI 304.
4. 4. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il cavo di collegamento al traliccio non è saldato, bensì connesso al corpo del dispositivo di dispersione attraverso le stesse viti di fissaggio del collare esterno.
5. 5. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la guarnizione è costituita da un materiale noto con il nome commerciale di Santoprene®.
6. 6. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più ri vendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la guarnizione è sagomata tramite iniezione in stampi appositamente costruiti, senza ricorrere alla pressione.
7. 7. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la guarnizione presenta una durezza di 60 Shore.
8. 8. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le viti di fissaggio sono trattenute da rondelle in plastica per evitare il loro sfilamento e possibili cadute accidentali durante l'installazione.
9. 9. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sul collare (3) sono fissati la guarnizione in gomma (4) per mezzo di 4 rinforzi inseriti a pressione su 4 fori del collare ed il cavo di massa è bloccato con un rivetto di acciaio.
10. 10. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le suddette 4 parti sono solidali fra loro e non ci sono più parti mobili ottenendo un dispositivo monolitico.
11. 11. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il cavo di collegamento (5) al traliccio (21) è fissato ad un capocorda tramite crimpatura ed è bloccato sul collare (3) di acciaio per mezzo di un rivetto (30) e delle due viti (6) che chiudono e bloccano il collare (3) sul cavo da proteggere.
12. 12. Dispositivo di protezione antifulmine, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più caratteristiche descritte e/o illustrate.