ITMI971558A1 - Isolatore passante con schermatura del campo elettrico,particolarmente per quadri di media e alta tensione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un isolatore passante con schermatura del campo elettrico.

Come è noto, gli isolatori passanti, ad esempio quelli per quadri di media tensione sono generalmente costituiti da una colata in materiale elettricamente isolante che separa la struttura metallica connessa a terra dell 'apparato elettrico dal conduttore in tensione e che ingloba un inserto metallico di schermatura del campo elettrico che ha la funzione di contenere lo stress elettrico agendo sulla distribuzione delle linee di campo Gli inserti vengono normalmente realizzati mediante una rete metallica che deve essere in grado di resistere alle sollecitazioni meccaniche che si verificano in fase di colata del materiale isolante, per evitare deformazioni che ne pregiudicherebbero il corretto posizionamento.

D'altro canto la soluzione di incrementare lo spessore della rete metallica andrebbe a detrimento delle caratteristiche elettriche, per cui attualmente si è costretti a ricorrere ad un compresso utilizzando degli inserti che presentino una massa relativamente ridotta e che siano in grado di avere una buona stabilità al momento della colata.

Questo fatto inoltre provoca la necessità di adottare una serie di accorgimenti per mantenere il corretto posizionamento degli inserti metallici che hanno normalmente una conformazione secondo una porzione toroidale che è posta in corrispondenza della luce di passaggio prevista su un quadro elettrico di media tensione.

Il compito che si propone il trovato è appunto quello di eliminare gli inconvenienti precedentemente lamentati realizzando un isolatore passante con schermatura del campo elettrico, ad esempio per quadri isolati in aria (AIS), in gas (GIS), per media ed alta tensione, trasformatori di potenza e reattori per media ed alta tensione, trasformatori di misura, condensatori, condotti a sbarre per media ed alta tensione, in cui sia possibile utilizzare inserti metallici che, pur presentando una massa ridotta, hanno la possibilità di mantenere, al momento della colata, una forma ed un posizionamento prestabiliti, ottenendo conseguentemente le migliori caratteristiche da un punto di vista elettrico.

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare un isolatore passante in cui eventuali deformazioni vengono sicuramente eliminate nel momento della colata, per cui alla polimerizzazione della resina l'inserto metallico si presenta nella posizione e con la conformazione ritenuta ottimale.

Ancora uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un isolatore passante che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di dare le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nell'uso.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un isolatore passante che risulti facilmente ottenibile partendo da elementi e materiali di reperibilità in commercio, e che, inoltre, sia competitivo da un punto di vista puramente economico.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un isolatore passante con schermatura del campo elettrico, particolarmente per quadri di media tensione, secondo il trovato, comprendente una colata in materiale elettricamente isolante prevista in corrispondenza di una luce di passaggio su un quadro elettrico ed inglobante un inserto metallico di schermatura del campo elettrico, caratterizzato dal fatto che detto inserto metallico presenta almeno porzioni in materiale a memoria di forma atte ad assumere, per sollecitazione termica, una forma preimpostata.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcune forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, illustrate a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente l'isolatore passante prima della colata di resina;

la figura 2 rappresenta schematicamente in sezione l'isolatore passante una volta eseguita la colata della resina;

la figura 3 rappresenta un inserto metallico realizzato mediante una rete;

la figura 4 rappresenta un inserto metallico realizzato tramite una lamina;

la figura 5 rappresenta l'inserto con porzioni in materiale a memoria di forma disposte parallelamente all'asse;

la figura 6 rappresenta l'inserto metallico con porzioni in materiale a memoria di forma disposte circonferénzialmente;

la figura 7 rappresenta l'inserto metallico con porzioni in materiale a memoria di forma disposte incrociate; e

la figura 8 rappresenta l'inserto metallico con porzioni in materiale a memoria di forma disposte con andamento elicoidale.

Con riferimento alle citate figure, l'isolatore passante con schermatura del campo elettrico, particolarmente per quadri di media tensione, secondo il trovato, che viene indicato nella sua globalità con il numera di riferimento 1, comprende una colata 2 in materiale elettricamente isolante, che è preferibilmente realizzato in resina epossidica, la quale viene posta in corrispondenza della luce 3 prevista sulla parete metallica di un quadro elettrico, genericamente indicato con 4.

Attorno al conduttore 5 da schermare viene previsto un inserto metallico, indicato globalmente con il numero di riferimento 10, che viene annegato nella colata in materiale elettricamente isolante.

La peculiarità del trovato è costituita dal fatto che il citato inserto metallico, che ha la funzione di contenere lo stress elettrico agendo sulla distribuzione delle linee di campo, viene realizzato utilizzando leghe a memoria di forma che, soggette a sollecitazione termica, riprendono la corretta geometria all'interno del materiale.

Le leghe a memoria di forma, ad esempio leghe del tipo NiTi, CuAl, CuAlX,-dove X è Ni, Be, Zn o Mn, CuZnY, dove Y è Al, Si, Sn, Ga o Mn, sono caratterizzate dalla possibilità di riassumere la loro configurazione originaria prestabilita in fase di progetto, qualora vengano sottoposte ad incremento della temperatura al di sopra di una temperatura critica di transizione; tali leghe a memoria di forma dunque garantiscono la ripresa della corretta posizione e della forma all'interno dell'isolatore, nel momento in cui avviene la colata di plastica in fase liquida, ad elevata temperatura.

Il componente metallico a memoria di forma in fase martensite, viene posizionato all'interno dello stampo badando semplicemente a fissare correttamente l'inserto nei vari punti di fissaggio, senza dover porre particolare attenzione al posizionamento generale dell'inserto.

Al momento della colata di resina liquida, ad elevata temperatura, l'inserto inizierà a rispondere alla sollecitazione termica, attuando la trasformazione di fase da martensite ad austenite e riprendendo quindi la forma originaria di progetto, per assumere la forma preimpostata che corrisponde al posizionamento ottimale dell'inserto metallico.

La risposta del materiale a memoria di forma alla sollecitazione termica, cioè il tempo necessario perchè la forma preimpostata venga ripristinata, è dell'ordine di frazioni di secondo e conseguentemente il tempo di polimerizzazione della resina non causa alcuna limitazione a tale ripristino di forma.

Vantaggiosamente è possibile utilizzare delle leghe a memoria di forma denominabili "single shot", cioè delle leghe che garantiscono la perfetta funzionalità per una singola operazione o per poche operazioni, infatti per questo tipo di applicazione non è necessario che la lega sia in grado di eseguire per più volte il ripristino di forma, dato che il posizionamento viene poi correttamente mantenuto per il fatto che l'inserto metallico rimane inglobato all'interno della colata di resina.

Con riferimento alla figura 3 viene illustrato un inserto metallico, indicato con 10a, il quale presenta una conformazione secondo una porzione toroidale ed è realizzato mediante una rete in materiale a memoria di forma che consente un più agevole passaggio della resina durante la colata. In figura 4 viene illustrato un inserto metallico, indicato con 10b, che è ottenuto mediante una lamina anch'essa realizzata in materiale a memoria di forma.

Il materiale a memoria di forma può costituire semplicemente una parte dell'inserto metallico e non necessariamente tutto l'inserto metallico, purché le porzioni che vengono utilizzate siano in grado di far ripristinare all'intero inserto metallico la conformazione preimpostata.

Come illustrato in figura 5 sono previsti nell'inserto 10 degli inserti 10c in materiale a memoria di forma i quali sono disposti con un andamento parallelo all'asse e sono sviluppati su tutto lo sviluppo circonferenziale dell'inserto.

Come illustrato in figura 6 è anche possibile prevedere degli inserti in lega a memoria di forma indicati con 10d i quali presentano una conformazione anulare e risultano uniformemente distribuiti.

In figura 7 gli inserti 10e hanno una conformazione incrociata e sono realizzati in lega a memoria di forma applicati su un inserto 10 che può avere diverse conformazioni.

In figura 8 l'inserto in lega a memoria di forma 10f presenta un andamento elicoidale in un contesto di un inserto metallico variamente realizzato.

Da quanto sopra illustrato si vede quindi come il trovato raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che nell'isolatore passante, secondo il trovato, la sollecitazione termomeccanica che viene operata dalla resina liquida, contrariamente a quanto avviene con gli schermi tradizionali che subiscono una distorsione della forma prevista dal progetto e conseguentemente hanno un effetto negativo, hanno invece, utilizzando leghe a memoria di forma, un effetto positivo, in quanto è la sollecitazione termica che provoca il ripristino automatico della conformazione di progetto e conseguentemente delle caratteristiche ottimali dell'inserto che risulta sempre perfettamente posizionatoli trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Isolatore passante con schermatura del campo elettrico, comprendente una colata in materiale elettricamente isolante prevista in corrispondenza di una luce di passaggio su un quadro elettrico ed inglobante un inserto metallico di schermatura del campo elettrico, caratterizzato dal fatto che detto inserto metallico presenta almeno porzioni in materiale a memoria di forma atte ad assumere, per sollecitazione termica, una forma preimpostata .
2. 2. Isolatore passante, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto inserto metallico è realizzato mediante una rete in materiale a memoria di forma.
3. 3. Isolatore passante, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto inserto metallico è realizzato mediante una lamina in materiale a memoria di forma.
4. 4. Isolatore passante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto inserto metallico presenta inserti realizzati in materiale a memoria di forma.
5. 5. Isolatore passante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti inserti in materiale a memoria di forma si sviluppano lungo direzioni sostanzialmente parallele all'asse di dettò inserto metallico.
6. 6. Isolatore passante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti inserti in materiale a memoria di forma hanno una conformazione anulare attorno al conduttore da isolare.
7. 7. Isolatore passante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti inserti in materiale a memoria di forma presentano una conformazione incrociata.
8. 8. Isolatore passante, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti inserti in materiale a memoria di forma presentano uno sviluppo elicoidale.
9. 9. Isolatore passante con schermatura del campo elettrico, particolarmente per quadri di media ed alta tensione, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.