PT2846404T - Conectores estampados para uma rede de ligação à terra - Google Patents

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Description

DESCRIÇÃO "Conectores estampados para uma rede de ligação à terra"
ANTECEDENTES DO INVENTO CAMPO DO INVENTO
Este invento refere-se ao campo dos conectores para condutores elétricos e, mais em particular, a um conector em conformidade com o preâmbulo da reivindicação 1, mais em particular aos conectores estampados para utilizar numa rede de ligação à terra. Um tal conector está descrito na US 3,088,761.
ANTECEDENTES
As subestações em sistemas de distribuição de energia elétrica precisam de um sistema de ligação à terra apropriadamente projetado e instalado para assegurar um desempenho fiável. A ligação à terra é tipicamente conseguida com uma rede de condutores elétricos enterrados no solo. O equipamento da subestação está ligado à rede de ligação à terra por meio de cabos, varetas ou varões que são ligados de modo seguro à rede.
As ligações dentro da rede e à mesma são tipicamente feitas ao utilizar conectores para fins especiais que são cravados num condutor de rede. O processo de cravar utilizado para segurar um conector concentra a força de compressão numa localização ou numas poucas localizações à volta da circunferência do condutor. Esta concentração localizada da força pode resultar numa ligação elétrica fraca. O estampar é um processo que distribui a força de compressão de modo regular à volta da circunferência de um corpo cilíndrico. Por conseguinte, um conector adequadamente estampado irá em geral proporcionar uma ligação superior em comparação com um conector cravado.
SUMÁRIO DO INVENTO O presente invento proporciona um conector em conformidade com a reivindicação 1 e um método para fixar um conector a um condutor em conformidade com a reivindicação 7, com particular aplicação para unir segmentos de cabo de cobre que formam uma rede subterrânea de ligação à terra numa subestação de serviços elétricos. Os insertos ou "tampas" removíveis permitem que os conectores se unam nos cabos contínuos existentes antes da instalação.
Os conectores compreendem um elemento de corpo com pelo menos uma região de estampar que tem uma calha para receber um condutor elétrico, tendo a região de estampar uma abertura que prolonga o comprimento da calha para permitir a inserção, numa direção radial, do condutor elétrico dentro da calha. Um inserto está configurado para engate de correspondência com a abertura na região de estampar, de tal modo que, quando o inserto é levado a corresponder com o elemento de corpo, um condutor elétrico disposto dentro da calha é radialmente preso no conector. 0 corpo de conector e inserto têm uma superfície externa cilíndrica na região de estampar para facilitar a estampagem do conector para segurar o mesmo ao condutor elétrico. 0 conector pode ser configurado como uma união por sobreposição, T ou cotovelo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um conector de acordo com o invento. A Figura 2 é uma vista em alçado lateral do conector mostrado na Figura 1. A Figura 3 é uma vista em alçado de uma extremidade do conector mostrado na Figura 1. A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um outro conector que não está de acordo com o invento. A Figura 5 é uma vista em alçado de uma extremidade do conector mostrado na Figura 3. A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um outro conector que não está de acordo com o invento. A Figura 7 é uma vista em alçado de uma extremidade do conector mostrado na Figura 5.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Na descrição que se segue, para fins de explicação e não como limitação, são especificados detalhes específicos de modo a proporcionar uma compreensão completa. Em outras circunstâncias, as descrições detalhadas dos métodos e dispositivos bem conhecidos são omitidas de modo a não camuflar a descrição com detalhes desnecessários.
As Figuras 1-3 ilustram um conector 10 de ligação à terra em T dividido. A finalidade deste conector é unir cabo (cobre revestido, cobre em filamentos ou cobre sólido) e/ou vareta de terra (cobre sólido ou cobre revestido/ligado) ou varão numa configuração a 90°. O conector 10 compreende um elemento de corpo 12 e um par de insertos ou "tampas" 14. O elemento de corpo e os insertos são de preferência feitos de cobre de elevada pureza, tal como cobre ETP. Com os insertos removidos, o corpo de conector 12 tem uma calha aproximadamente semicilíndrica 16 para receber um cabo condutor 17. Num exemplo específico, o diâmetro da calha cilíndrica é 15,1 mm (0,594").
Os insertos 14 estão configurados com uma superfície interna complementarmente cilíndrica 18 de tal modo que o conector montado tenha uma superfície interna cilíndrica completa a envolver o cabo em regiões de estampar 24. Os insertos 14 têm rebordos 20 que são recebidos em fendas correspondentes 22 no elemento de corpo 12. Estes rebordos e fendas definem superfícies de chavetamento que ajudam à inserção axial dos insertos no elemento de corpo e impedem que os insertos sejam removidos radialmente. Os rebordos e fendas também podem ser configurados com um afunilamento axial para o centro do elemento de corpo para impedir que os insertos deslizem ao longo da totalidade das fendas e para fazer cunha temporariamente aos insertos nas fendas durante a instalação antes da estampagem. O conector 10 é fixo a um cabo ao remover primeiro os insertos 14 e colocando depois o cabo dentro da calha 16. Os insertos 14 são depois inseridos axialmente dentro das fendas 22. As regiões de estampar 24 do conector são depois inseridas dentro de uma ferramenta de estampar adequada e comprimidas radialmente de modo uniforme para reter o cabo. Num exemplo especifico, as regiões de estampar do conector têm 25,4 mm (1,00") de largura e têm um diâmetro exterior de 31,8 mm (1,25"). A operação de estampagem é de preferência realizada ao utilizar a Ferramenta de Estampar Radial de 360° da DMC Power, Inc. de Gardena, Calif. A secção central 26 do elemento de corpo entre as duas regiões de estampar 24 não rodeia totalmente o cabo com a finalidade de reduzir o volume de material no conector. Os comprimentos mais curtos resultantes dos insertos 14 aumentam a resistência do conector ao minimizar o momento de viragem criado sob uma carga de tração entre as porções a 90° do conector. A tomada de fundo 28 não precisa de um inserto porque o cabo, vareta ou varão podem inserir-se axialmente. O diâmetro exterior da tomada de fundo está dimensionado para a ferramenta de estampagem e irá, em geral, ter o mesmo diâmetro exterior que as regiões de estampagem 24. É perfurado um orifício 30 no centro do conector. Este orifício serve para verificar a profundidade de inserção adequada durante a instalação e permite que a humidade escape depois da instalação. A Figura 4 e 5 ilustram um conector descentrado de cotovelo/T/cruzeta de divisão 40. Este conector está concebido para unir cabo e/ou vareta de terra ou varão numa configuração descentrada a 90°. A construção e montagem do conector 40 é essencialmente a mesma que para o conector 10 acima descrito. Tal como com o conector 10, a área por trás das duas regiões de estampar 44 do elemento de corpo 42 foi removida para redução de material e para minimizar o momento de viragem entre as porções a 90°. A Figura 6 e 7 ilustram um conector de ligação à terra em paralelo de divisão 50. Dois orifícios paralelos 54 e 56 permitem que o conector seja utilizado em várias geometrias com cabo flexível, tal como T, cruzeta descentrada, união ou cabo continuo paralelo. Tal como com os conectores acima descritos, o conector 50 pode ser utilizado com cabo, vareta de terra e/ou varão. Duas secções cortadas 58 e 60 em qualquer dos lados do corpo de conector 52 servem dupla finalidade. Em primeiro lugar, as mesmas reduzem a quantidade de material no conector, permitindo que uma força necessária mais pequena deforme plasticamente durante a estampagem. Em segundo lugar, as mesmas proporcionam uma área onde o encaixe pode comprimir mais, mesmo depois da interface de cabo e conector ter sido totalmente comprimida. Isto permite versatilidade, i.e., ter a capacidade para acomodar vários tamanhos de cabo com um único diâmetro de orifício.
Ao contrário das concretizações anteriormente descritas, o conector 50 não tem regiões de estampar separadas para os condutores ligados. Em vez disso, todo o corpo de conector, com insertos 14, é inserido numa ferramenta de estampar adequada e comprimido radialmente de modo uniforme para reter ambos os condutores. Num exemplo específico, o diâmetro exterior do conector 50 é 50,8 mm (2,00").

Claims (7)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1 - Conector que compreende: um elemento de corpo (12) que tem uma calha (16) para receber um condutor elétrico, com pelo menos duas regiões de estampar (24) e uma secção central (26) entre as referidas duas regiões de estampar (24), tendo cada região de estampar (24) uma abertura que se prolonga ao longo de um comprimento da calha (16) para permitir a inserção, numa direção radial, do condutor elétrico dentro da calha (16); e um par de insertos (14), cada um configurado para engate de correspondência com uma abertura numa das regiões de estampar (24), de tal modo que, quando o condutor elétrico estiver disposto dentro da calha (16) e os insertos estiverem em correspondência com o elemento de corpo, o conector montado tenha uma superfície interna cilíndrica completa a envolver o condutor elétrico nas regiões de estampar (24); e em que a secção central (26) não rodeia totalmente o referido condutor elétrico disposto dentro da calha (16).
  2. 2 - Conector da reivindicação 1, em que as referidas regiões de estampar são regiões de estampar coaxiais (24) , compreendendo ainda o elemento de corpo (12) uma porção de tomada (28) que tem uma abertura cilíndrica para receber um condutor elétrico adicional.
  3. 3 - Conector da reivindicação 2, em que a porção de tomada (28) está disposta perpendicularmente às duas regiões de estampar (24) numa configuração de T.
  4. 4 - Conector da reivindicação 1, em que uma secção transversal da calha (16) define um primeiro arco circular.
  5. 5 - Conector da reivindicação 4, em que os insertos (14) têm uma calha (18) com uma secção transversal que define um segundo arco circular complementar ao primeiro arco circular.
  6. 6 - Conector da reivindicação 1, em que o elemento de corpo (12) e insertos (14) têm superfícies de chavetamento correspondentes, de tal modo que os insertos (14) se possam inserir axialmente dentro do elemento de corpo (12) e fiquem retidos ali radialmente.
  7. 7 - Método de fixar um conector a um condutor elétrico, compreendendo o conector um elemento de corpo (12) que tem uma calha (16) para receber o condutor elétrico, com pelo menos duas regiões de estampar (24) e uma secção central (26) entre as referidas duas regiões de estampar (24), tendo cada região de estampar (24) uma abertura que se prolonga ao longo de um comprimento da calha (16) para permitir a inserção, numa direção radial, do condutor elétrico dentro da calha (16) ; e um par de insertos (14) , cada um configurado para engate de correspondência com uma abertura numa das regiões de estampar (24), de tal modo que, quando o condutor elétrico estiver disposto dentro da calha (16) e os insertos forem levados a corresponder com o elemento de corpo, o conector montado tenha uma superfície interna cilíndrica completa a envolver o condutor elétrico nas regiões de estampar (24); e em que a secção central (26) não rodeia totalmente o referido condutor elétrico disposto dentro da calha (16), compreendendo o método: inserir o condutor elétrico dentro da calha (16) do elemento de corpo (12); inserir os insertos (14) dentro das aberturas nas regiões de estampar (24); comprimir as regiões de estampar (24) radialmente para dentro com uma ferramenta de estampar.
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