WO2008108612A1 - Pieza para la fijación y el aislamiento de conductores eléctricos - Google Patents

Pieza para la fijación y el aislamiento de conductores eléctricos Download PDF

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José Marco Salinas García
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Salinas Garcia Jose Marco
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    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30—Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • H01R4/36—Conductive members located under tip of screw
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/639—Additional means for holding or locking coupling parts together, after engagement, e.g. separate keylock, retainer strap
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    • H01R4/70—Insulation of connections
    • H01R4/72—Insulation of connections using a heat shrinking insulating sleeve

Definitions

  • the insulated copper cable has been used for the external parts or those that are not buried, and its fixation to the structure is made with metal or plastic straps as indicated in Figure 1, which are of good performance, however it always starts from the fact that the driver is isolated and therefore there are no major implications.
  • an insulator can offer the various forms of installation and adequate insulation, as long as this conductor may not be uniformly lined and thus not offer the correct insulation to be used as a grounding arrester for a lightning conductor or a grounding system for telecom.
  • isolation devices for bare cable paths, however they have multiple faults or weaknesses, one of them is that they hold water and therefore there is a concentrated galvanic cell, another one is that they have short circuit by continuous stream of water at times of rain, as shown in Figure 2.
  • Figure 3 is an isometric perspective of the insulator.
  • Figure 4 is a side perspective of the insulator.
  • Figure 5 is a top perspective of the insulator.
  • Figure 6 is a front perspective of the insulator.
  • Figure 7 is an isometric perspective of exploding the insulator with the coupler.
  • Figure 8 is an isometric perspective of the insulator with the coupler.
  • Figure 9 is an isometric perspective of coupler explosion.
  • Figure 10 is an isometric perspective of the coupler.
  • Figure 1 1 is a rear perspective of the insulator with the coupler.
  • Figure 12 is a top perspective of the insulator with the coupler.
  • Figure 13 is a symmetric perspective of the bushing insulator.
  • Figure 14 is a front perspective of the bushing insulator.
  • Figure 15 is a side perspective of the bushing insulator.
  • the patent artifact is based on a device that can efficiently isolate various elements such as metallic conductors, and that simultaneously is an artifact for fixing with a design that hinders and hinders being disassembled, stolen or stolen.
  • this device in the upper part has a concave surface 40 mm in length (No. 1), which can accommodate round elements up to a diameter of 5/8 in cable and tube up to% inch and can be embraced by metal belts due to the entrances that cross from one end to the other (No. 2).
  • the perforations that have a dimension of 15 mm wide by omm in height, with a length of 27.6mm and that are located in the lower part of the insulator (No. 3) that facilitates its fixation to the structures by middle of metal belts.
  • the insulator can be fixed to the wall or flat surfaces because it has a perforation with a diameter of 1 l mm for the screw find (No. 4) and it has a box with a diameter of 16mm , to house the head of the same (No. 5) and thus be filled with resins or epoxy-based material that obstructs the ability to remove the screw and thus prevent theft.
  • the Insulator has a length of 73mm, a width of 27.6mm, a maximum height of 51mm.
  • the Second Generation Galvanized Thick Wall Insulator insulator has a perforation (No. 6) in the concave part (No. 6), where a nut (No. 9) is housed, where the attachment called EP can be screwed -2G-CPGG (No. 7), coupler for galvanized thick-walled tube in diameters of V-inches and% inches and whose function will be to fill the pipes with the aforementioned diameters and thus be able to make the union of the two tubes to the coupler by means of electric welding thus forming an electrically continuous body, taking advantage of the insulator as a coupler.
  • the coupler has a central perforation (No. 1 1) through which it crosses the head screw (No. 8) to be screwed into the nut (No. 9) inserted in the insulator, the coupler has a box to house the Screw head find.
  • This coupler also has a heat shrink sleeve (No.13), which has two openings in the central part of its body (No. 14), this case is intended to seal the welded joints of the tubes to the coupler and should be placed centering the head of the screw are in one of the openings, in the same way the body of the screw must cross through the other opening, this must be done to fix the coupler on the insulator and once done apply heat to the sheath so that when contracting tightly seal the weld joints of the pipes to the EP-2G-CPGG, once the sheath has been installed, the coupler housing must be sealed with resin or epoxy material to seal the access to the screw.
  • a rubber, resin or nylon bushing is also integrated as an attachment Figure 1 1 (No.13) resistant to thermal shock and whose function is to be able to firmly hold the insulator cables or tubes of smaller cross-sectional section 3/8 of diameter, for the placement of this attachment the cable must have a heat shrink sleeve and the bushing must be centered on the body of the conductor, to be fastened by the metal belt (No. 14) provided in the insulator and passing through the upper perforations of the insulator (No. 2).
  • the insulator with electrodes was placed at its front and rear ends, simulating the connection bar at the front and the metal structure at the back and 1000 volts were applied between them, without presenting an electrical break.
  • a voltage of 5,000 volts was applied under the same arrangement and there was no electrical arcing.
  • a voltage of 16,000 volts was applied under the same arrangement and there was also no electric arc.
  • said insulators for the isolated plane fulfill their function, since the ground system must be formed under the equipotential bonding, therefore there will never be an attraction to the grounding arc since all the metallic elements will be put to it land.
  • the insulators were placed in wall and in structure respectively and weight was applied to the center of the tubes thus exerting the torque of greater intensity in the insulators, thus having the following results.
  • a concentrated weight was applied to the center of the 50 kg tubes and there was no mechanical damage.
  • a concentrated weight was applied to the center of the 100 kg tubes and there was no mechanical damage.
  • a concentrated weight was applied to the center of the 150 Kgs tubes and there was no mechanical damage.
  • the insulator was placed under a rain chamber and an electrode was placed at the end where the connection to the EP-2G-CPGG goes, and another electrode at the rear, on one of the electrodes a linear voltage source was available (battery alkaline) and on the other electrode a linear resistance (focus), thus subjecting the short circuit simulation by continuous water jet, simulating the rain and from this arrangement the following results were obtained:

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Abstract

Pieza para la fijación y el aislamiento de conductores eléctricos o de sus conexiones, cuya base se fija a la estructura por medio de un tornillo, y cuya cara superior, cóncava, está adaptada para recibir una tubería de cables que también se fija a la pieza mediante otro tornillo. Para evitar el robo o la manipulación indebida de la pieza o de sus partes, estos tornillos se fijan con una sustancia sellante. La pieza consta, además, de ranuras para cinturones metálicos pasantes que mejoran la sujeción, bien de los cables a la pieza o bien de la pieza a la estructura de base. La tubería de cables, puede estar recubierta por una funda termocontráctil que proteja las conexiones de su interior. En otra realización de la invención, en vez de una tubería de cables, lo que se acopla a la parte cóncava de la pieza es un buje o reductor.

Description

Pieza para la fijación y el aislamiento de conductores eléctricos ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓ N
En Ia actualidad los sistemas de tierras para las telecomunicaciones están sufriendo un cambio principalmente basado en el precio del cobre que ha estado a Ia alza y ha alcanzado precios record históricos, este hecho ha provocado que exista un fuerte vandalismo por dicho metal.
En los sistemas actuales de conexión a puesta a tierra se ha venido usando el cable de cobre aislado para las partes externas o las que no van enterradas, y su fijación a Ia estructura se hace con cinchos metálicos o plásticos como Io indica Ia figura 1 , los cuales son de buen desempeño, sin embargo se parte siempre de que el conductor esta aislado y por ello no hay mayor implicaciones.
Bajo Ia nueva perspectiva que exige el mercado de sustituir el cable de cobre por otro metal nos encontramos ante Ia perspectiva de que este otro metal, pudiera ser aluminio o hierro, sin embargo para cualquiera de estas vertientes es que se requiere de un aislador que pueda ofrecer las diversas formas de instalación y aislamiento adecuado, toda vez que este conductor pudiera no estar forrado uniformemente y así no ofrecer el correcto aislamiento para ser usado como bajante de puesta a tierra de pararrayo o de sistema de tierras para telecom.
Existen actualmente dispositivos de aislamiento para trayectorias de cable desnudo, sin embargo presentan múltiples fallas o debilidades, una de ellas es que albergan agua y por tanto existe una celda galvánica concentrada, otra de ellas es que tienen corto circuito por chorro continuo de agua en momentos de lluvia, como se muestra en Ia Figura 2.
Una de las debilidades mas características es que su desempeño estará en función de como se coloque dicho arreglo figura 2. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de este novedoso aislador denominado Segunda Generación Aislador Pared Gruesa Galvanizada, se muestran claramente en Ia siguiente descripción y en los dibujos que se acompañan, y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes y las figuras mostradas.
La figura 3 es una perspectiva isométrica del aislador.
La figura 4 es una perspectiva lateral del aislador.
La figura 5 es una perspectiva superior del aislador.
La figura 6 es una perspectiva frontal del aislador.
La figura 7 es una perspectiva isométrica de explosión del aislador con el acoplador.
La figura 8 es una perspectiva isométrica armada del aislador con el acoplador.
La figura 9 es una perspectiva isométrica de explosión del acoplador.
La figura 10 es una perspectiva isométrica armado del acoplador.
La figura 1 1 es una perspectiva posterior del aislador con el acoplador.
La figura 12 es una perspectiva superior del aislador con el acoplador.
La figura 13 es una perspectiva en ¡sométrico del aislador con buje.
La figura 14 es una perspectiva frontal del aislador con buje.
La figura 15 es una perspectiva lateral del aislador con buje. El artefacto de patente se basa en un dispositivo que pueda aislar de forma eficiente diversos elementos como conductores metálicos, y que simultáneamente sea un artefacto para Ia fijación con un diseño que dificulte y obstaculice el ser desarmado, robado o sustraído.
Por su diseño este artefacto en Ia parte superior tiene una superficie cóncava 40 mm de longitud (No. 1 ), que puede albergar elementos redondos hasta de un diámetro de 5/8 en cable y en tubo hasta de % de pulgada y puede ser abrazado por cinturones metálicos debido a las entradas que cruzan de un extremo al otro (No. 2). Con Ia misma función son las perforaciones que tiene una dimensión de 15 mm de ancho por ómm de altura, con un largo de 27.6mm y que se ubican en Ia parte baja del aislador (No. 3) que facilita su fijación a las estructuras por medio de cinturones metálicos.
Por otra parte y en Ia cara superior el aislador puede ser fijado a Ia pared o superficies planas debido a que tiene una perforación con un diámetro de 1 l mm para el tornillo hallen (No. 4) y ésta tiene caja con un diámetro de 16mm, para albergar Ia cabeza del mismo (No. 5) y así ser rellena con material a base resinas o epóxicas que obstruyan el poder retirar el tornillo y con esto evitar el robo.
El Aislador cuenta con una longitud de 73mm, un ancho de 27.6mm, una altura máxima de 51 mm.
Asimismo, el aislador Segunda Generación Aislador Pared Gruesa Galvanizada, cuenta en Ia parte cóncava (No. 10) con una perforación (No. 6), donde se alberga una tuerca (No. 9), en donde se puede atornillar el aditamento denominado EP-2G-CPGG (No. 7), acoplador para tubo de pared gruesa galvanizada en diámetros de V- pulgadas y de % pulgadas y cuya función será el que embonen las tuberías con los diámetros antes mencionados y así poder efectuar Ia unión de los dos tubos al acoplador por medio de soldadura eléctrica conformando así un cuerpo eléctricamente continuo, aprovechando el aislador como un acoplador. - A -
Cαbe señalar que el acoplador cuenta con una perforación central (No. 1 1 ) por donde cruza el tornillo cabeza hallen (No. 8) para atornillarse en Ia tuerca (No. 9) insertada en el aislador, el acoplador tiene caja para albergar Ia cabeza del tornillo hallen.
Este acoplador cuenta también con una funda termocontráctil (No.13), Ia cual tiene en Ia parte central de su cuerpo dos aperturas (No. 14), esta funda tiene por objeto el sellar las uniones soldadas de los tubos al acoplador y debe ser colocada centrando Ia cabeza del tornillo hallen en una de las aperturas, de Ia misma forma el cuerpo del tornillo deberá cruzar por Ia otra apertura, hecho esto se debe proceder a Ia fijación del acoplador en el aislador y una vez efectuado aplicar calor a Ia funda para que al contraerse selle herméticamente las uniones de soldadura de los tubos al EP-2G-CPGG, una vez que Ia funda haya sido instalada se debe sellar con resina o material epóxico Ia caja del acoplador para sellar el acceso al tornillo hallen.
En este aislador se ha integrado también como aditamento un buje de hule, resina o nylon figura 1 1 (No.13) resistente al choque térmico y cuya función es poder abrazar firmemente al aislador cables o tubos de menor sección transversal a 3/8 de diámetro, para Ia colocación de este aditamento el cable deberá llevar una funda termocontráctil y el buje deberá estar centrado en el cuerpo del conductor, para ser sujetado por el cinturón metálico(No. 14) provisto en el aislador y que pasa por las perforaciones superiores del aislador (No. 2).
El empleo de este tipo de aislador es idóneo para el mercado de sistema de tierras, donde Ia unión equipotencial demanda de poco voltaje de aislamiento ya que todo debe estar conectado en el sistema enterrado de tierras y que por su diseño y configuración, este arreglo no permite que sea retirado una vez que ha sido colocado a menos que se realice destrucción del mismo, Io cual evidencia el deterioro del producto, Io que anula Ia posibilidad de ser vendido y reinstalado nuevamente.
Estas piezas estarán sujetas a dos principales condiciones de trabajo, esfuerzos mecánicos y eléctricos, para Io cual se hicieron las siguientes pruebas: Eléctricαs.
Se dispuso el aislador con electrodos en sus extremos frontal y posterior, simulando Ia barra de conexiones al frente y Ia estructura metálica en Ia parte posterior y se aplico 1000 volts entre estos, sin presentar ruptura eléctrica.
Se aplico bajo el mismo arreglo un voltaje de 5,000 volts y no hubo arqueo eléctrico.
Se aplico bajo el mismo arreglo un voltaje de 16,000 volts y tampoco hubo arqueo eléctrico.
Se menciona que en las pruebas efectuadas en ambiente mojado se obtuvo:
Voltaje de 200 Volt.- No hubo arqueo. Voltaje de 800 Volts.- No hubo arqueo. Voltaje de 1500 Volts.- No hubo arqueo.
Cabe señalar que dichos aisladores para el plano aislado cumplen con su función, toda vez que el sistema de tierra debe ser conformada bajo Ia unión equipotencial, por tanto nunca habrá una atracción al arqueo a tierra ya que todos los elementos metálicos estarán puestos a Ia misma tierra.
Mecánicas.
Los aisladores se colocaron en pared y en estructura respectivamente y se fue aplicando peso al centro de los tubos ejerciendo así el torque de mayor intensidad en los aisladores, teniendo asi los siguientes resultados.
Se aplico un peso concentrado al centro de los tubos de 50 Kgs y no hubo daño mecánico. Se aplico un peso concentrado al centro los tubos 100 Kgs y no hubo daño mecánico.
Se aplico un peso concentrado al centro de los tubos 150 Kgs y no hubo daño mecánico.
Por tanto se concluye que dichos elementos cumplen tanto eléctricamente como mecánicamente para su función.
Por otra parte se realizaron las pruebas de lluvia siguientes:
Se dispuso el aislador bajo una cámara de lluvia y se coloco en el extremo donde va Ia conexión al EP-2G-CPGG un electrodo y por Ia parte trasera otro electrodo, en uno de los electrodos se dispuso de una fuente de voltaje lineal (pila alcalina) y en el otro electrodo una resistencia lineal (foco), sometiendo así Ia simulación de corto circuito por chorro continuo de agua, simulando Ia lluvia y de este arreglo se obtuvo los siguientes resultados:
Al ser colocado verticalmente o sea con el tubo de conexión hacia el frente y Ia caja para fijación del tornillo hallen hacia arriba.- No hay continuidad
Al ser colocado verticalmente o sea con el tubo de conexión hacia el frente y Ia caja para fijación del tornillo hallen hacia abajo - No hay continuidad
Al ser colocado lateralmente o sea con el tubo de conexión hacia Ia derecha y Ia caja para fijación del tornillo hallen hacia atrás.- No hay continuidad
Al ser colocado lateralmente o sea con el tubo de conexión hacia Ia izquierda y Ia caja para fijación del tornillo hallen hacia atrás.- No hay continuidad.
La mayor prueba se tiene al ser colocado el aislador por arriba del tubo o cable y Ia estructura por arriba de este, en dicha prueba No hay continuidad. Por tanto se concluye que el aislador cumple satisfactoriamente con todas las pruebas necesarias.

Claims

REIVINDICACIONESHabiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por Io tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, Io contenido en las siguientes cláusulas:
1. Segunda Generación Aislador Pared Gruesa Galvanizada, es un artefacto superficie cóncava que puede albergar elementos redondos hasta de un diámetro de 5/8 en cable y en tubo hasta de % de pulgada, y puede ser abrazado por cinturones metálicos debido a las entradas que cruzan de un extremo al otro. Con Ia misma función son las perforaciones que tiene una dimensión de 15 mm de ancho por 6mm de altura, con un largo de 27.6mm y que se ubican en Ia parte baja del aislador, que facilita su fijación a las estructuras por medio de cinturones metálicos.
2. Segunda Generación Aislador Pared Gruesa Galvanizada, cuenta en Ia cara superior con una perforación, a través de Ia cual, puede ser fijado a Ia pared o superficies planas a través de un tornillo hallen, que se introduce en una caja, Ia cual se rellena con material a base resinas o epóxicas que obstruyan el poder retirar el tornillo y con esto evitar el robo.
3. Segunda Generación Aislador Pared Gruesa Galvanizada, cuenta con Ia versatilidad de ser un aislador, sujetador al conductor y medio de fijación a Ia pared o estructura, funciona con un aditamento para tuberías hasta de % de pulgada o bien con un buje reductor que puede abrazar firmemente hasta cables de 3/8 pulgadas de diámetro.
4. Con el acoplador de conexión puede hacerse una excelente conexión eléctrica para tuberías hasta de % de pulgada de diámetro siendo soldadas con arco eléctrico y protegidas de las atmósferas corrosivas por medio de Ia funda termocontractil.
5. Es un artefacto fácil de instalar y que una vez sellada Ia caja que alberga el tomillo tipo hallen no se puede desmontar a menos que haya daño mecánico evidenciando su violación.
5. Por su diseño geométrico y disposición, Ia trayectoria del cable o tubo obstaculiza el acceso directo a Ia caja de fijación frontal que previamente fue sellada, por tanto complica aun más su desmontaje.
6. Este artefacto ayudará a Ia industria en aislar, sujetar, conectar y fijar de forma eficiente, cables y tuberías destinadas para Ia puesta a tierra asegurando Ia protección contra el robo del metal y asegurando también, Ia permanencia del plano aislado aún en momentos de lluvia.
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