ITMI970144A1 - Gruppo di conduttori elettrici per alta tensione - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Gruppo di conduttori elettrici per alta tensione"

Riassunto del trovato

Gruppo di conduttori elettrici per alta tensione per realizzare un sistema di sbarre (R, S, T) collettrici autoportanti, prevedendo che i conduttori collegati con isolatori (8) sono costituiti da aste (1, 2, 3), portanti, che le estremità libere delle aste (1, 2, 3) sostengono le sbarre (R, S, T) di corrispondente fase elettrica e che nei punti di connessione tra gli isolatori (8) e le aste (1, 2, 3), nonché tra le aste (1, 2, 3) e le sbarre (R, S, T) sono previsti snodi orientabili e regolabili.

(Figura 3).

Descrizione del trovato

L'invenzione concerne un gruppo di conduttori elettrici per alta tensione per collegare più linee con trasformatori. E' noto che nelle stazioni elettriche di alta tensione quando sono presenti più linee e/o più trasformatori, i diversi stalli-linea e gli stalli-trasformatore sono collegati tra loro mediante sbarre cosiddette omnibus. Le sbarre sono tenute al di sopra del livello delle connessioni presenti tra gli stalli mediante appositi sostegni.

Tipicamente quando le sbarre sono realizzate in corda, i sostegni sono costituiti da diversi portali tra cui sono tesate le corde.

Nel caso invece di sbarre realizzate mediante tubi, i sostegni sono realizzati con apposite strutture reticolari in acciaio sormontate da isolatori supportanti le sbarre. Gli stalli-linea e gli stalli trasformatore sono collegati elettricamente alle sbarre mediante conduttori rigidi o flessibili. Questi conduttori uniscono ciascun morsetto dello stallo linea alle sbarre e quindi all'omologo morsetto dello stallo trasformatore.

Le attuali strutture di sostegno delle sbarre e la presenza dei conduttori rigidi o flessibili di connessione tra i diversi morsetti degli stalli rendono le attuali realizzazioni complesse ed onerose.

Inoltre, nelle attuali stazioni, i componenti di supporto, le sbarre ed i conduttori, in particolare i conduttori rigidi, costituiscono una struttura iperstatica. Le ineliminabili tolleranze costruttive delle diverse parti di questa struttura e le imprecisioni di montaggio delle parti determinano delle notevoli difficoltà di assemblaggio che allungano i tempi di realizzazione delle stazioni e ne diminuiscono l'affidabilità.

La presenza inoltre di un elevato numero di isolatori di sostegno delle sbarre determina una riduzione della probabilità di tenuta dell'impianto alle sollecitazioni dovute alle sovratensioni, in particolare in ambiente polluto.

Scopo della presente invenzione è di ovviare agli inconvenienti dello stato anteriore della tecnica, prima elencati ed in particolare semplificare la struttura di sostentamento delle sbarre.

Un secondo scopo del trovato è la semplificazione delle operazioni di montaggio, una conseguente riduzione dei tempi di manodopera e una maggiore affidabilità della stazione.

Lo scopo del trovato viene raggiunto mediante un gruppo di conduttori elettrici per alta tensione per collegare più linee con trasformatori, comprendente sbarre autoportanti, caratterizzato dal fatto che i conduttori collegati con isolatori sono costituiti da aste portanti, che le estremità libere delle aste sostengono le sbarre di corrispondente fase elettrica e che nei punti di connessione tra gli isolatori e le aste, nonché tra le aste e le sbarre sono presenti snodi orientabili e registrabili. Vantaggiosamente le sbarre sono tubolari e tra loro parallele per essere autoportanti e facili da supportare ad una opportuna distanza da terra e per mantenere le dovute zone di rispetto fra le diverse fasi.

Si ottiene una vantaggiosa modularità e semplicità costruttiva quando il diametro della sezione trasversale delle sbarre coincidente con il diametro della sezione trasversale delle aste di supporto.

Per costituire una struttura di supporto delle sbarre isostatica, per ogni stallo, ciascuna sbarra è collegata con snodi a due aste di supporto.

Vantaggiosamente le aste di supporto di una sbarra e gli isolatori a cui sono collegate le aste giacciono nel medesimo piano trasversale alla sbarra per rendere più compatta e semplificata la struttura dello stallo.

Con ulteriore vantaggio, nello stallo le strutture di supporto sono tra loro allineate.

In una realizzazione vantaggiosa di ingombro contenuto, pur mantenendo le dovute zone di rispetto tra le fasi, le sbarre sono disposte in sezione trasversale ai vertici di un triangolo isoscele.

Vantaggiosamente le sbarre esterne al sistema sono allineate verticalmente con gli isolatori.

In una forma realizzativa vantaggiosa, gli snodi orientabili e registrabili sono costituiti da morsetti di materiale conduttore.

Vantaggiosamente, i morsetti hanno un corpo a forma grossomodo di L, presentante esternamente e longitudinalmente sedi per le sbarre e sedi per le aste tra loro ortogonali e presentante, collegate contrapposte alle sedi, delle ganasce previste di sedi di serraggio delle sbarre e sedi di serraggio delle aste.

In una vantaggiosa forma realizzativa degli snodi di collegamento delle aste di supporto agli isolatori, le aste sono collegate a connessioni fissate ai terminali degli isolatori e costituite da strutture angolari di attacco collegate su un lato al terminale e sul lato opposto a piastre di fissaggio delle aste e a codoli di contatto elettrico.

Per disporre le sbarre nelle posizioni desiderate, le aste sono saldate sulle piastre orientate verso la sbarra da supportare.

Per semplificare il collegamento elettrico ai mezzi di connessione con le linee ed il trasformatore, i codoli sono collegati trasversalmente al lato della struttura di attacco e sono supportati da angolari.

Per garantire un corretto serraggio tra i componenti della connessione ed una conseguente buona trasmissione elettrica, viti prigioniere collegano a pressione le piastre, le strutture di attacco ed i perni di contatto. Vantaggiosamente per irrobustire le connessioni delle aste ai terminali degli isolatori, la struttura di attacco presenta fazzoletti di irrigidimento e rinforzo.

I vantaggi del presente trovato sono da ravvisare principalmente nella semplificata costruzione dei sistemi di sostegno delle sbarre. La presenza di un minor numero di isolatori, inseriti tra i conduttori e le parti a terra dell'impianto, permette di aumentare la tenuta alle sollecitazioni di sovratensione originate internamente all'impianto elettrico o dovute a fulminazioni.

Un secondo vantaggio risiede inoltre nel fatto che la struttura di sostegno delle sbarre realizza un sistema isostatico. Ne consegue che per qualunque condizione di carico presente sulle sbarre (incluse anche le spinte orizzontali dovute al vento) la struttura di supporto delle sbarre trasmette agli isolatori soltanto forze dirette come le linee congiungenti gli snodi e i terminali degli isolatori. L'accorta disposizione delle sbarre proposta permette quindi di ridurre i bracci di applicazione dei carichi. Inoltre, la struttura di sostegno delle sbarre, non presentando condizioni iperstatiche, non è soggetta a sollecitazioni derivanti da dilatazioni termiche.

Un vantaggio è determinato dal fatto che la presenza di snodi orientabili e regolabili permette di montare gli stalli con precisione e rapidità anche in presenza di elevati valori di tolleranza costruttiva delle parti dell'impianto.

E' un vantaggio inoltre il fatto che la disposizione delle sbarre proposta dal trovato permette di avere un minore ingombro ed una riduzione delle mutue azioni elettrodinamiche fra le sbarre.

L'oggetto, concepito secondo la presente invenzione, sarà in seguito descritto più dettagliatamente ed illustrato in una forma di esecuzione, data solo a titolo di esempio nei disegni allegati nei quali:

la figura 1 illustra, schematicamente in vista assonometrica, la struttura di sostegno di tre sbarre presente in uno stallo;

la figura 2 mostra schematicamente una vista trasversale della struttura di supporto di tre sbarre;

la figura 3 illustra con maggiore dettaglio la medesima vista trasversale di figura 2;

la figura 4 mostra una vista secondo la sezione A-A di figura 3;

la figura 5 illustra in vista assonometrica un particolare dello snodo di collegamento di una sbarra alle aste di supporto;

la figura 6 mostra in vista laterale uno degli snodi di figura 5,

la figura 7 illustra in vista dall'alto lo snodo di figura le figure 8 e 9 mostrano le viste laterale e frontale, di una connessione di supporto di un'asta orientata obliquamente verso l'alto;

le figure 10 e 11 mostrano le viste laterale e frontale di una connessione di supporto di un'asta orientata verticalmente e

le figure 12 e 13 illustrano le viste laterale e frontale di una connessione supportante un'asta orientata obliquamente verso il basso.

Dalla figura 1 si rileva uno dei collegamenti tra uno stallo linea ed il corrispettivo stallo trasformatore {non illustrati).

Tre sbarre (R, S, T) tubolari sono sorrette ciascuna da due aste 1, 2, 3 conduttrici di supporto. Per ogni sbarra, ad esempio la sbarra (T) della fase elettrica T, le rispettive aste 1, 2 di supporto giacciono su un piano 7 trasversale alla sbarra (T).

Nel medesimo piano 7 sono posti verticalmente due isolatori 8. I terminali 10 superiori degli isolatori 8 sono collegati alle aste 1, 2, 3. Inferiormente gli isolatori 8 sono collegati a strutture 25 (illustrate per semplicità come pilastri) di supporto e distanziamento dal piano 31 superiore di un basamento 32.

Per razionalità costruttiva, le strutture 25 di supporto degli isolatori 8 sono allineate a tre a tre per ogni stallo su due file parallele.

Vantaggiosamente la distanza delle due file parallele su cui sono disposte le strutture 25 di supporto corrisponde alla distanza tra le due sbarre (R, T) esterne.

In particolare le tre sbarre (R, S, T) sono disposte tra le due file di isolatori 8 ai vertici di un triangolo isoscele 35 (configurazione definita NABLA).

Dalla figura 2 è possibile rilevare come la disposizione delle sbarre (R, S, T) a NABLA presenti, insieme alla struttura di supporto, un ingombro estremamente contenuto. Per chiarezza rappresentativa, sono illustrate le sole aste 1, 2 di supporto della sbarra (T) di fase elettrica T.

Le distanze (G, F, H) a cui sono poste fra loro le strutture 25 di supporto, gli isolatori 8 e quindi le sbarre (R, S, T) permettono di mantenere un'opportuna distanza di sicurezza elettrica o zona 40, 41, 42 di rispetto tra le diverse sbarre (R, S, T) e le parti elettricamente a terra.

Dalle figure 1 e 2 si rileva come le aste 1, 2, 3 di supporto delle sbarre (R, S, T) siano componenti strutturali e componenti di collegamento elettrico. Le aste, infatti, costituiscono il collegamento elettrico tra le sbarre (R, S, T) ed i mezzi conduttori (non illustrati) di connessione alle linee ed ai trasformatori (come ad esempio sezionatori e interruttori). Le aste 1, 2, 3 sono quindi alla stessa tensione della sbarra (R, S, T) supportata.

Conseguentemente una fórma vantaggiosa di realizzazione delle aste 1, 2, 3 di supporto è tubolare e rettilinea. E' possibile in questo modo sorreggere, ad esempio la sbarra (T) della fase elettrica T, senza invadere le zone 41, 42 di rispetto delle altre sbarre (R, S).

Dal punto di vista strutturale le aste 1, 2, 3, di supporto costituiscono una struttura isostatica definita arco a tre cerniere.

Dalle figure 3 e 4 è possibile rilevare con maggior dettaglio come siano costituiti gli snodi di collegamento delie aste 1, 2, 3 alle sbarre (R, S, T) ed ai terminali 10 degli isolatori 8.

In particolare le aste 1, 2, 3 sono collegate alle sbarre (R, S, T) con dei morsetti modulari, complessivamente indicati con 50.

Dalle figure 5, 6 e 7 è possibile rilevare i dettagli costitutivi del morsetto 50. In particolare sono illustrati i morsetti 50 di collegamento delle aste 1, 2 alla sbarra (R) di fase elettrica R.

Il morsetto è costituito da un corpo 51 prismatico di forma grossomodo a L.

Sul lato 52 corto del corpo 51 del morsetto 50 è presente esternamente e di lunghezza pari al lato 52 una sede 53 semicilindrica.

Il diametro della sede 53 semicilindrica coincide con il diametro della sbarra (R) da fissare con il morsetto 50. Una ganascia 54 è affacciata alla sede 53 semicilindrica. La ganascia 54 ha forma grossomodo di parallelepipedo ed è di larghezza e profondità pari al lato 52 corto del corpo 51 del morsetto 50.

La ganascia 54 presenta una sede 55 avente sezione trasversale ad arco di cerchio contrapposta alla sede 53 del corpo 51 del morsetto 50. La larghezza (I) della sede 55 è di poco inferiore al diametro della sbarra (R).

Il serraggio della ganascia 54 sul corpo 51 del morsetto 50, mediante mezzi 56 a vite, lascia le superfici 57, 58 laterali alle sedi 53, 55 non a contatto, garantendo il serraggio della sbarra (R) nel morsetto 50.

Analogamente l'asta 1 di supporto viene serrata nel morsetto 50.

Vantaggiosamente una ganascia 60, analoga alla ganascia 54 di serraggio della sbarra (R), serra con mezzi 56 a vite l'asta 1 in una sede 61 realizzata esternamente e longitudinalmente al lato 62 lungo del corpo 51 del morsetto (50). La sede 61 per l'asta 1 risulta ortogonale alla sbarra (R).

La sede 61 si estende solo su una parte del lato 62 lungo del morsetto 50 presentando una superficie 63 ortogonale di battuta per l'asta 1.

Vantaggiosamente le aste 1, 2, 3 di supporto hanno la sezione trasversale di medesimo diametro come pure le sbarre (R, S, T). In guesto modo è possibile utilizzare morsetti 50 identici per tutte le cerniere di collegamento tra le aste 1, 2, 3 e le sbarre (R, S, T).

Avendo le aste 1 di supporto l'ulteriore compito di conduzione elettrica, il morsetto 50 è realizzato in materiale conduttore.

Dalle figure da 8 a 13 è possibile rilevare tre diversi tipi di connessione conduttiva, complessivamente indicata con 20, 21, 22, delle aste 1, 2, 3 ai terminali 10 degli isolatori 8.

I tre i tipi di connessione 20, 21, 22 presentano una stessa struttura 70 angolare di attacco al terminale dell'isolatore (non illustrati) e uno stesso codolo 71 di contatto con i mezzi di connessione elettrica alle linee ed ai trasformatori (non illustrati).

Le connessioni 20, 21, 22 differiscono per il tipo di attacco all'asta 1, 2, 3 di supporto delle sbarre (non illustrate).

A seconda che la sbarra da sostenere sia al di sopra dell'isolatore o tra gli isolatori è prevista una connessione 20, 21 orientata obliquamente verso l'alto, verticale oppure una connessione 22 orientata obliquamente verso il basso.

L'asta 1, 2, 3 è fissata ad una piastra 72, ad esempio mediante saldatura 73, con l'orientamento desiderato. La piastra 72 presenta ad una estremità 74 una serie di fori per il collegamento mediante mezzi a vite con la struttura 70 angolare di attacco al terminale.

Vantaggiosamente la struttura 70 di attacco presenta un fazzoletto 75 di irrigidimento.

Il codolo 71 di contatto è fissato alla struttura 70 di attacco mediante un angolare 76 collegato con mezzi filettati.

Vantaggiosamente una vite 77 prigioniera collega lateralmente il perno 71 alla struttura di attacco ed alla piastra 72 di fissaggio dell'asta 1, 2, 3, garantendo il voluto serraggio tra i tre componenti conduttivi necessario per una buona trasmissione elettrica.

Il funzionamento verrà ora descritto con la figura 3.

Per chiarezza espositiva viene preso in considerazione un solo stallo-linea e trasformatore.

Le strutture di supporto, complessivamente indicate con 25, sorreggono sia gli isolatori 8 supportanti le sbarre (R, S, T) sia i mezzi di connessione elettrica alla linea ed al trasformatore (non illustrati).

I terminali 10 degli isolatori 8 costituiscono sia il punto di connessione elettrica delle linee e dei trasformatori alle sbarre (R, S, T), che il punto di collegamento e supporto strutturale delle sbarre (R, S, T).

Vengono ora prese in considerazione le diverse fasi di montaggio di una sbarra, ad esempio la sbarra (T) di fase elettrica T. Fissate le connessioni 20, 21 ai terminali 10 degli isolatori 8 degli stalli, è possibile regolare l'altezza del codolo 71 di contatto e quella dell'asta 1, 2 preventivamente saldata sulla piastra 72.

La regolazione avviene ruotando l'angolare 70 della connessione 20, 21 sul terminale 10.

E' ora possibile collegare all'estremità libera dell'asta 1, 2 il morsetto 50, orientando la sede 53 per la sbarra (T) in modo che risulti allineata per tutti i morsetti 50 delle aste 1, 2 di supporto della sbarra (T) presenti in tutti gli stalli.

Viene quindi collegata la sbarra (T) alle sedi 53 del morsetti 50.

Man mano che si procede al collegamento della sbarra (T) ai morsetti dei diversi stalli, si regola la desiderata disposizione della sbarra (T). La regolazione avviene spostando e ruotando il morsetto 50 in modo che l'asta 1, 2 scorra nella sua sede 62 presente sul morsetto 50.

Il collegamento elettrico, tra la linea di fase elettrica T e la stessa fase del trasformatore, avviene collegando i mezzi di connessione elettrica della linea al codolo 71 di contatto posto sulla connessione 20 conduttiva fissata al terminale 10 dell'isolatore 8 dello stallo linea.

La connessione 20 è elettricamente in contatto con l'asta 1 conduttiva, orientata obliquamente verso l'alto, supportante la sbarra (T). L'asta 1 è a sua volta, elettricamente in contatto con la sbarra (T) mediante il morsetto 50.

Analogamente la sbarra (T) è elettricamente in contatto mediante un secondo morsetto 50 all'asta 2 orientata verticalmente. L'asta 2 verticale è elettricamente in contatto con la connessione 21 conduttrice fissata al terminale 10 dell'isolatore 8 dello stallo trasformatore. Il codolo 71 di contatto della connessione 21 è collegato ai mezzi di connessione elettrica della fase (T) del trasformatore.

Claims (15)

1. Rivendicazioni 1. Gruppo di conduttori elettrici per alta tensione per collegare più linee con trasformatori comprendente sbarre (R, S, T) autoportanti, caratterizzato dal fatto che i conduttori collegati con isolatori (8) sono costituiti da aste (1, 2, 3) portanti, che le estremità libere delle aste (1, 2, 3) sostengono le sbarre (R, S, T) di corrispondente fase elettrica e che nei punti di connessione tra gli isolatori (8) e le aste (1, 2, 3), nonché tra le aste (1, 2, 3) e le sbarre (R, S, T) sono presenti snodi orientabili e regolabili.
2. 2. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le sbarre (R, S, T) sono tubolari.
3. 3. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il diametro della sezione trasversale delle sbarre (R, S, T) coincide con il diametro della sezione trasversale delle aste (1, 2, 3)·
4. 4. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ogni sbarra (T) è supportata da due aste (1, 2).
5. 5. Gruppo di conduttori elettrici, ,secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le aste (1, 2, 3) di supporto di una sbarra (R, S, T) e gli isolatori (8) a cui sono collegate le aste (1, 2, 3) sono posti nel medesimo piano (7) trasversale alla sbarra (R, S, T).
6. 6. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nello stallo le strutture (25) di supporto sono tra loro allineate.
7. 7. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le sbarre (R, S, T) sono disposte in una sezione trasversale ai vertici di un triangolo (35) isoscele.
8. 8. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le sbarre (R, T) esterne al sistema sono allineate verticalmente con gli isolatori (8).
9. 9. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le aste (1, 2, 3) sono collegate alle sbarre (R, S, T) con morsetti (50) di materiale conduttore.
10. 10. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che i morsetti (50) hanno un corpo (51) a forma grossomodo di L, che il corpo presenta esternamente e longitudinalmente sedi (53) per le sbarre (R, S, T) e sedi (61) per le aste (1, 2, 3) tra loro ortogonali, che, collegate affacciate alle sedi (53, 61) sono presenti delle ganasce (54, 60) previste di sedi (55) di serraggio delle sbarre (R, S, T) e delle aste (1, 2, 3).
11. 11. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le aste (1, 2, 3) sono collegate a connessioni (20, 21, 22) fissate ai terminali (10) degli isolatori (8), che le connessioni (20, 21, 22) sono costituite da strutture (70) angolari di attacco collegate su un lato al terminale (10) e sul lato opposto ad una piastra (72) di fissaggio delle aste (1, 2, 3) e a codoli (71) di contatto elettrico.
12. 12. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che le aste (1, 2, 3) sono saldate sulle piastre (71) orientate verso la sbarra (R, S, T) da supportare.
13. 13. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i codoli (71) sono collegati trasversalmente al lato della struttura (70) di attacco e sono supportati da un angolare (76).
14. 14. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione il, caratterizzato dal fatto che viti (77) prigioniere collegano a pressione le piastre (72), le strutture (70) di attacco ed i perni (71) di contatto.
15. 15. Gruppo di conduttori elettrici, secondo la rivendicazione il, caratterizzato dal fatto che la struttura (70) di attacco presenta fazzoletti (75) di irrigidimento e rinforzo.