CH634683A5 - Electrical insulator of vitreous resin and organic material for medium, high and very high tension, and process for the manufacture thereof - Google Patents

Description

La presente invenzione si riferisce ad isolatori elettrici in vetroresina per medie, alte, e altissime tensioni corredati di un ricoprimento aiettato in elastomero etilen-propilenico avente elevate caratteristiche fisiche, e in particolare elevate caratteristiche dielettriche, nonché al relativo procedimento di fabbricazione.

Isolatori elettrici composti in vetroresina con ricoprimento aiettato in materiali organici sono già noti e ampiamente impiegati nel campo delle linee elettriche aeree esterne per medie e alte tensioni, e nel campo della trazione elettrica. Il vantaggio principale offerto dagli isolatori in vetroresina e materiali organici rispetto ai tradizionali isolatori in porcellana o in vetro risiede nel rapporto «peso/resistenza meccanica» particolarmente ridotto.

Infatti, gli isolatori tradizionali in porcellana o in vetro del tipo a cappa e perno, quando siano destinati a linee aeree esterne per alte e altissime tensioni, che comportano carichi meccanici elevati pei le funi, devono essere provvisti di cappe in materiale metallico di grandi dimensioni con conseguente peso della intera catena di isolatori elevato e non più trascu-ì abile rispetto al peso del conduttore supportato dalla catena stessa.

Negli isolatori compositi in vetroresina e materiale organico la funzione meccanica di supporto è affidata precisa-niente al manufatto o corpo centrale astiforme in vetroresina, che è generalmente prodotto in barra piena col metodo (sia in continuo che in discontinuo) della «pultrusione» — nel caso dell'impiego di fibre di vetro disposte in filamenti paralleli tra loro e paralleli alla direzione dello sforzo meccanico cui il corpo centrale di sospensione verrà sottoposto in esercizio, oppure nel caso dell'impiego di fibre di vetro feltrate, vale a dire tagliate e disposte incoerentemente («chopped Strand») o tessute — ed è prodotto sotto forma di corpo 5 cilindrico cavo col metodo dell'avvolgimento filamentare («filament winding») nel caso di fibre continue, generalmente disposte ad elica; per la produzione del manufatto in forma di corpo cilindrico cavo vengono pure impiegati tessuti di fibre di vetro. In ogni caso (barra piena o cilindro cavo) le io fibre di vetro vengono impregnate con una resina avente le migliori proprietà elettriche (come, ad esempio, una resina epossidica cicloalifatica).

Detti manufatti presentano una resistenza meccanica dell'ordine di quella dell'acciaio, pur avendo un peso specifico 15 corrispondente a circa un terzo del peso specifico dell'acciaio.

Nel caso della trazione elettrica ferrotramviaria gli isolatori in vetroresina presentano pure un notevole vantaggio rispetto a quelli tradizionali in porcellana, dato che in questo settore della tecnica è della massima importanza che l'isola-20 mento sopporti agevolmente le forti vibrazioni cui esso è soggetto in esercizio, cosa che è facile ad ottenersi precisamente con gli isolatori in vetroresina, a differenza di quelli in porcellana.

La realizzazione di isolatori in vetroresina che risultassero 25 pienamente soddisfacenti sotto ogni punto di vista aveva tuttavia incontrato alcuni grossi ostacoli; in un primo tempo era stato assai difficile il reperimento di adatti materiali - resistenti all'azione combinata sia dell'invecchiamento sia della scarica elettrica superficiale, comportante i fenomeni indesi-30 derati della rigatura o tracciatura («tracking») e/o dell'erosione —■ con i quali realizzare il ricoprimento, generalmente aiettato, dell'isolatore.

Una volta conseguita tale condizione essenziale di resistenza all'invecchiamento e alle scariche superficiali, grazie 35 all'impiego di materiali appropriati (quali, ad esempio, resine epossidiche cicloalifatiche, elastomeri siliconici, elastomeri etilen-propilenici, resine fluorutate (PTFE), e simili), si è presentata la difficoltà dell'accoppiamento fra il manufatto o corpo centrale di vetroresina (barra piena o corpo cilindrico 40 cavo) ed il materiale di ricoprimento aiettato.

Le caratteristiche fisiche, e — in particolare — meccaniche del manufatto in vetroresina sono infatti tali da non consentire un accoppiamento affidabile con materiali rispondenti con un comportamento anelastico alle deformazioni provocate 45 dagli sforzi meccanici.

Sono stati studiati, quindi, nel tentativo di ovviare a questi inconvenienti, criteri di accoppiamento di vario genere: mediante resine elastiche, oppure grassi siliconici, oppure mastici, o — addirittura — mediante il semplice forzamento so meccanico del materiale di ricoprimento aiettato sul manufatto di vetroresina.

Tuttavia, nessuno dei criteri accennati si è dimostrato essere una soluzione soddisfacente del problema, ciascuno di essi essendosi infatti rivelato costituire un punto debole 55 dell'isolatore dal punto di vista elettrico.

Si tenga presente, infatti, che la configurazione esterna dell'isolatore per medie e alte e soprattutto per altissime tensioni, che presenta alettature di ampiezza e spessore rimarchevoli, è studiata con il fine di opporre alla scarica elettrica 60 tra i terminali metallici dell'isolatore (quando esistenti: o comunque fra il conduttore in tensione e la terra) un percorso quanto più lungo possibile, ossia una linea di fuga superficiale particolarmente elevata.

Per linea di fuga superficiale si intende il percorso di una 65 scarica elettrica che avvenga in superficie (e quindi seguendo l'andamento della alettatura dell'isolatore) fra elettrodo in tensione e terra (ossia, in particolare, fra il conduttore sotto tensione ed una qualsiasi parte della struttura di supporto

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connessa a terra o, più in generale, che si trovi allo stesso potenziale della terra). Generalmente, una linea di fuga superficiale è considerata sufficientemente elevata quando, posta in rapporto con la distanza diretta («spacing» o passo), ossia con la distanza esistente in linea retta fra il conduttore sotto tensione e la terra (intesa come definita sopra), tale rapporto risulta almeno uguale a 2, oppure a 3, o anche maggiore di 3, passando — rispettivamente — da isolatori destinati ad impieghi normali a isolatori utilizzati in ambienti inquinati e molto inquinati.

È perciò evidente che l'eventuale prodursi di una scarica elettrica nell'interspazio fra corpo centrale in vetroresina e ricoprimento aiettato risulterebbe esiziale per l'isolamento, che scenderebbe a un livello più basso di quello per il quale è stato progettato e che degraderebbe ulteriormente, in breve tempo, a livelli ancora inferiori a causa dei danneggiamenti provocati dalla scarica.

I criteri di accoppiamento fra manufatto in vetroresina e ricoprimento aiettato finora attuati nella tecnica nota, cui si è fatto riferimento sopra, sono appunto soggetti agli indesiderabili inconvenienti descritti, in quanto non sono in grado di impedire il prodursi delle scariche elettriche nell'interspazio fra manufatto e ricoprimento.

Infatti, ad esempio, i grassi siliconici sono soggetti ad un effetto di pompaggio dovuto all'allungamento, sotto l'azione della trazione meccanica, del corpo centrale astiforme in ■vetroresina e alla conseguente azione di compressione sul corpo medesimo da parte del ricoprimento aiettato: il grasso siliconico potrebbe in tal modo venire espulso dall'interspazio fra barra e ricoprimento e non essere più risucchiato quando, riducendosi o annullandosi la trazione, si riduce l'azione di compressione del ricoprimento; nell'interspazio si rendono allora disponibili delle sottili cavità che costituiscono un facile invito alle infiltrazioni di umidità e alle scariche elettriche indesiderate lungo il manufatto (barra o cilindro cavo) e all'interno del ricoprimento aiettato.

Alcuni tipi di resine di accoppiamento, invece, collegando due materiali diversi tra loro (il manufatto in vetroresina e il ricoprimento aiettato che, ad esempio, può essere in PTFE) e dalle resine stesse, sono soggetti ad una azione di taglio, lungo il manufatto, che provoca essa pure discontinuità ed inviti alla penetrazione da parte degli inquinamenti e delle scariche elettriche.

La formazione di piccoli vuoti nell'interspazio tra manufatto e ricoprimento consente, si è detto, l'infiltrazione di umidità come pure il verificarsi di scariche elettriche parziali localizzate, e questi inconvenienti sono, a loro volta, cause che favoriscono come ultima conseguenza l'innesco di una scarica diretta, continua e totale, fra i terminali metallici dell'isolatore (o comunque fra conduttore in tensione e terra) all'interno di esso, lungo il manufatto (barra o tubo cilindrico) che viene in tal modo pregiudicato irrimediabilmente mettendo fuori servizio l'isolatore, immediatamente o comunque in breve tempo.

Nè va trascurata la caratteristica di resistenza alla fiamma, o autoestinguibilità, che deve essere quanto più elevata possibile, mentre nei materiali organici impiegati fino ad ora la tecnica nota tale caratteristica era relativamente modesta, sì che l'azione di contrasto alla fiamma eventualmente innescata era di assai scarsa efficacia.

Scopo del presente trovato è precisamente l'eliminazione degli inconvenienti sopra descritti, con la risoluzione radicale e definitiva del problema di una perfetta aderenza tra manufatto in vetroresina e ricoprimento aiettato.

Altro scopo del trovato è di realizzare un isolatore elettrico per medie, alte, e altissime tensioni, del tipo composito, a manufatto in vetroresina (corpo centrale astiforme) e ricoprimento aiettato in adatto materiale organico elastico, in cui sia evitato l'insorgere di tensioni di scorrimento fra detto corpo centrale di supporto e il ricoprimento aiettato, grazie — appunto — all'elevata elasticità del ricoprimento aiettato.

Altro scopo ancora del trovato è quello di realizzare un 5 isolatore del tipo sopra indicato in cui sia evitata ogni altra difficoltà conseguente alla scarsa compatibilità che si verifica nella tecnica nota fra manufatto in vetroresina e ricoprimento aiettato.

Un ulteriore scopo del trovato è di realizzare un isolatore 10 del tipo indicato avente un ricoprimento aiettato costituito da un materiale scelto fra gli elastomeri etilen-propilenici di adatta formulazione anti-tracking e anti-erosione, e di elevate caratteristiche di elasticità, di resistenza all'invecchiamento, e di contrasto o resistenza alla propagazione della fiamma 15 (autoestinguenza), oltre che di elevata impermeabilità e idrorepellenza.

È altresì scopo primario del presente trovato la realizzazione di un procedimento che consenta la produzione di isolatori elettrici secondo la presente invenzione per mezzo dei 20 quali sia possibile conseguire gli scopi precedentemente indicati.

Da ciò risulta la necessità di disporre di isolatori per altissime tensioni, che pur conservando un rapporto peso/ resistenza meccanica ridotto, presentino per quanto possibile 25 la capacità di allungare il percorso della scarica, la così detta «linea di fuga», insieme alle altre caratteristiche di resistenza all'invecchiamento, autoestinguibilità e idrorepellenza.

La presente invenzione permette di realizzare un isolatore elettrico per medie, alte e altissime tensioni di tipo composito. 30 Per medie tensioni si deve intendere, secondo la prassi usata dai tecnici del ramo, il campo delle tensioni comprese tra 1 kV e 30 kV, per alte tensioni il campo delle tensioni comprese tra 30 kV e 500 kV ed altissime tensioni il campo delle tensioni superiori a 500 kV; per resistere alle quali ven-35 gono predisposti corpi centrali astiformi di qualsiasi lunghezza, secondo necessità cioè secondo l'entità della tensione cui vengono destinati, ricoperti di alette aventi lo scopo di allungare il percorso della scarica (linea di fuga): tali alette, vale a dire il ricoprimento aiettato, debbono essere costituite da un 40 elastomero di caratteristiche tali da poter rispondere alle esigenze elettriche e quelle tecnologiche di formatura.

Infatti, in special modo quando il ricoprimento, anziché da alette singole è costituito da gruppi di alette, in particolare a campana, l'estrazione dallo stampo costituisce un serio pro-45blema, che solamente con un materiale elastomerico EPR e con il tipo di isolatore e di procedimento di cui alla presente domanda di brevetto può essere soddisfacentemente risolto.

L'isolatore elettrico per medie, alte ed altissime tensioni, oggetto della presente invenzione, è costituito da un corpo 50 centrale astiforme di supporto in vetroresina, munito di ricoprimento aiettato in materiale organico, ed è caratterizzato dal fatto che detto ricoprimento aiettato riveste completamente detto corpo centrale di sospensione ed è costituito da un elastomero etilen-propilenico (EPR) — che presenta carat-55teristiche di elasticità, di resistenza anti-tracking e anti-erosione, di resistenza all'invecchiamento, di autoestinguibilità, di idrorepellenza — detto ricoprimento aiettato essendo conformato ad alette, accoppiate e supportate, a scelta, direttamente da detto corpo centrale astiforme oppure da uno strato 60 tubolare a manicotto in elastomero etilen-propilenico (EPR) di identiche qualità e caratteristiche dell'elastomero (EPR) costituente dette alette.

Il procedimento per la produzione di questi isolatori elettrici per alte tensioni del tipo a corpo centrale astiforme di 65 sostegno in vetroresina, munito di ricoprimento aiettato in elastomero, consiste nell'impiegare un corpo centrale asti-forme di sospensione in vetroresina e uno stampo per la formatura dell'intero ricoprimento aiettato alastomerico diret

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tamente associato a detto corpo centrale astiforme; nel trattare la superficie di detto corpo centi le secondo una tecnica scelta fra le seguenti: sabbiatura, grattatura con raspa, spalmatura con mastice promotore di adesione; nel collocare detto corpo centrale in detto stampo, detto corpo centrale essendo supportato — in tale stampo — alle sue estremità;

indi nello stampare e vulcanizzare, sul corpo centrale asti-forme e in quello stesso stampo, l'intero ricoprimento aiettato secondo il metodo transfert o il metodo ad iniezione impiegando, come materiale di formatura, un elastomero etilen-propilenico (EPR); nell'estrarre, infine, l'intero isolatore, così formato, da detto stampo di formatura.

Per metodo transfert, secondo le tecniche note, è da intendersi un metodo che si realizza in due fasi principali: si procede al riempimento di un determinato volume (un serbatoio) (corrispondente — con un buon margine di riserva — al volume dello stampo di formatura) mediante la mescola dalla quale verrà prodotto l'elastomero prescelto, e nel corso di tale riempimento si provvede a riscaldare detto volume, e di conseguenza tale mescola, così da ottenere la plastificazione di quest'ultima: la mescola viene fatta stazionare in detto volume per un tempo sufficiente a conferirle la plastificazione ideale per la formatura; tale plastificazione avviene, in genere, a temperature relativamente alte, ma comunque sempre nel campo delle temperature usuali per il trattamento delle materie plastiche.

Una volta raggiunta la plastificazione ideale si passa alla seconda fase, quella di iniezione nello stampo, trasferendo la mescola plastificata nello stampo di formatura ove stazionerà per il tempo necessario alla vulcanizzazione e alla formatura per solidificazione (fino ad un certo punto, trattandosi di un elastomero che, come ogni gomma, è pur sempre un solido a morfologia non rigida): come è ampiamente noto, la vulcanizzazione consiste in una reticolazione della struttura chimica dell'elastomero: è una vera e propria trasformazione chimica della mescola originaria, a seguito della quale si formano — nella sua massa — dei legami stabili della struttura originaria con gli additivi vulcanizzanti, che conferiscono all'elastomero (come alla gomma) le sue caratteristiche positive l'inali desiderate.

Il procedimento indicato prevede altresì la possibilità che in alternativa il ricoprimento aiettato venga realizzato separatamente e assiemato successivamente.

Forme d'esecuzione dell'isolatore elettrico per medie, alte, e altissime tensioni in vetroresina ed elastomero etilen-propi-Icnico, oggetto dell'invenzione, e il relativo procedimento di fabbricazione, pure secondo forme d'esecuzione della presente invenzione, vengono ora spiegati qui di seguito con riferimento alla allegata tavola di disegni, che viene data a solo (itolo indicativo e illustrativo, in cui:

la fig. 1 rappresenta, parzialmente sezionato, un isolatore elettrico, oggetto della presente invenzione, avente corpo centrale di supporto a barra piena provvisto di gommatura a manicotto previamente riportata sulla barra medesima e li lette riportate successivamente su detto manicotto;

la fig. 1 bis rappresenta parzialmente, e in sezione, ancora un isolatore elettrico secondo la presente invenzione, avente corpo centrale di sospensione a barra piena, con l'intero ricoprimento aiettato formato in corpo unico direttamente sulla barra medesima;

la fig. 2 rappresenta, parzialmente sezionato, un isolatore elettrico, oggetto della presente invenzione, avente corpo centrale di sospensione a cilindro cavo provvisto di gommatura a manicotto interna ed esterna previamente riportata sul cilindro cavo medesimo e alette riportate successivamente sul manicotto esterno;

la fig. 2 bis rappresenta parzialmente, e in sezione, ancora un isolatore elettrico secondo la presente invenzione, avente corpo centrale di supporto a cilindro cavo, con l'intero ricoprimento aiettato formato in corpo unico direttamente sul cilindro cavo medesimo e gommatura interna a manicotto successivamente riportata entro il cilindro cavo medesimo. 5 Con riferimento a tali figure, l'isolatore elettrico per alte tensioni in vetroresina ed elastomero etilen-propilenico, che forma oggetto della presente invenzione, è costituito da un manufatto o corpo centrale astiforme di sospensione in vetroresina — del tipo a barra piena, 1 (figure 1 e 1 bis) oppure io del tipo a cilindro cavo 2 (figure 2 e 2 bis) — sul quale viene riportato il ricoprimento aiettato che può essere costituito da un corpo unico, come 7 in fig. 1 bis e 8 in fig. 2 bis, oppure separatamente da una gommatura a manicotto, come 3 in fig. 1 e 4 in fig. 2, e dalle alette, rispettivamente 5 e 6, ripor-15 tate successivamente su detta gommatura a manicotto, 3 e 4. Inoltre, nel caso in cui il manufatto o corpo centrale astiforme di sospensione in vetroresina sia costituito da un cilindro cavo 2 come nelle figure 2 e 2 bis — soluzione, questa, che viene adottata, solitamente, quando l'isolatore sia destinato all'im-20 piego come isolatore passante — è prevista anche una gommatura a manicotto 10, interna al cilindro cavo 2, che nella posizione 14, e precisamente alle estremità del cilindro, è collegata senza soluzione di continuità alla gommatura a manicotto 4 esterna, in modo da assicurare una ricopertura com-25 pietà e quindi una protezione totale del manufatto in vetroresina medesimo, 2.

Generalmente, due terminali metallici 9 completano l'isolatore alle estremità del corpo centrale di sospensione; detti terminali 9 sono fissati al corpo centrale secondo uno dei 30 metodi di serraggio già noti nella tecnica del ramo (estremità coniche; cuneo inserito, intaglio esterno; serraggio a compressione; applicazione di coni esterni o interni; filettatura; ecc.). Tuttavia, nel caso di formatura del ricoprimento aiettato in corpo unico, si può adottare un diverso criterio di 35 fissaggio, essendo in tal caso possibile predisporre manufatti in vetroresina ad estremità ingrossate, come verrà descritto in modo più particolareggiato nel prosieguo della presente descrizione.

Il procedimento per la produzione dell'isolatore nelle va-40 rianti illustrate si articola, secondo l'invenzione, nelle seguenti fasi.

Si parte da un manufatto o corpo centrale astiforme in vetroresina (precedentemente formato secondo la tecnica nota) sia del tipo a barra piena, 1, che del tipo a cilindro 45 cavo, 2: la scelta, ovviamente, è in relazione al tipo finale di isolatore che si intende produrre.

In entrambi i casi, prima di qualsiasi altra operazione, il manufatto viene trattato: più precisamente viene sabbiato oppure grattato con raspa o con carta vetrata secondo le nor-50 mali procedure della tecnologia: ciò, allo scopo di aumentare la superficie di contatto e di ottenere una buona adesione da parte della mescolanza di copertura. In alternativa alla sabbiatura o alla raspatura, si può ricorrere ad una spalmatura della superficie del manufatto (barra o cilindro cavo) con un 55 promotore di adesione, un così detto «primer».

Dopo questo trattamento, si può passare all'applicazione del materiale organico elastomerico: più precisamente, il ma-nufato può essere ora provvisto del ricoprimento aiettato in elastomero etilen-propilenico (EPR), ricoprimento che, si è 60 detto, può essere costituito da un corpo unico, 7 o 8, oppure separatamente da una gommatura a manicotto, 3 o 4, con le alette 5 o 6 riportate successivamente.

Nel caso del riscoprimento in corpo unico (figura 1 bis e 2 bis) si predispone uno stampo per la formatura dell'intero 65 ricoprimento aiettato 7 o 8 associato al corpo centrale asti-forme 1 o 2; si colloca detto corpo centrale nello stampo, supportando alle due etremità; indi si stampa e si vulcanizza ■— sul corpo centrale astiforme e in detto stampo — l'intero

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ricoprimento aiettato elastomerico, secondo il metodo a transfert oppure secondo il metodo ad iniezione; infine si estrae l'intero isolatore, così formato, dallo stampo di formatura.

Per un isolatore avente corpo centrale a barra piena, il procedimento di produzione ha termine con questa fase; per un isolatore avente corpo centrale a cilindro cavo, invece, si provvede successivamente alla gommatura a manicotto della superficie interna, che si ottiene procedendo nel modo che viene indicato più avanti in questa stessa descrizione, trattando della formazione del ricoprimento effettuato per stadi successivi. Detta gommatura interna può tuttavia essere realizzata, a scelta, anche prima della formatura dell'intero ricoprimento aiettato.

Nel caso, invece, del ricoprimento costituito separatamente, esso viene assiemato successivamente al corpo centrale astiforme o direttamente su di esso o con interposto un manicotto elastomerico; quando viene adottata questa seconda variante si procede anzitutto al rivestimento del corpo centrale astiforme con uno strato tubolare di elastomero EPR (manicotto), operazione che — qui di seguito, per brevità — viene denominata gommatura.

Quando il corpo centrale è costituito da una barra piena la gommatura a manicotto può essere eseguita secondo uno dei seguenti procedimenti;

a) stampaggio e vulcanizzazione a compressione;

b) stampaggio e vulcanizzazione a transfert;

c) stampaggio e vulcanizzazione ad iniezione;

d) estrusione mediante estrusore munito di testa a T e successiva vulcanizzazione a vapore, in autoclave, oppure in bagno liquido, ad esempio in bagno liquido di sali fusi.

Quando invece il corpo centrale è costituito da un cilindro cavo, per la formazione dello strato tubolare in elastomero (gommatura) può essere seguito uno dei metodi sottoelencati in modo del tutto analogo ai corrispondenti metodi impiegati per la barra piena:

b) stampaggio e vulcanizzazione a transfert;

c) stampaggio e vulcanizzazione ad iniezione;

procedendo secondo uno o l'altro dei due metodi sopra indicati vengono gommate contemporaneamente sia la superficie esterna che la superficie interna del cilindro cavo.

L'operazione di gommatura a manicotto del manufatto o corpo centrale a cilindro cavo può anche essere eseguita in due tempi:

— gommatura della superficie esterna, che può essere ottenuta seguendo uno qualsiasi dei procedimenti che già sono stati elencati in precedenza ai punti da a) a d) per il caso del manufatto costituito da una barra piena;

— gommatura della superficie interna, che può essere ottenuta seguendo il procedimento sotto descritto: nella cavità del cilindro viene inserito un tubo di sufficiente spessore, preventivamente estruso, di mescolanza cruda; viene poi provocata l'adesione di detto tubo di mescolanza alla superficie interna del cilindro in vetroresina ricorrendo ad una camera d'aria rigonfiabile, di adatta conformazione, collocata all'interno del tubo, che viene messa in funzione (vale a dire: viene gonfiata) durante la vulcanizzazione, effettuata in forno, oppure in bagno liquido di adatta temperatura, o — anche — in autoclave, a vapore.

La pressione occorrente all'interno del tubo di mescolanza per farlo aderire alla superficie interna del cilindro in vetroresina può anche essere ottenuta per mezzo di una adatta sostanza (ad esempio: bicarbonato sodico) che, alla temperatura di vulcanizzazione, sviluppa gas e — di conseguenza — provoca l'innalzamento della pressione.

La mescolanza per la gommatura, che dà luogo alla for-zione dello strato tubolare di elastomero che ricopre la barra piena, come pure la mescolanza che viene impiegata per la formazione dei due strati tubolari di elastomero che ricoprono le superfici esterna ed interna del cilindro cavo, hanno la stessa composizione della mescolanza che viene impiegata per la formatura delle alette, formatura che viene ora descritta. 5 Quando il ricoprimento è costituito separatamente, esso può essere formato: aletta per aletta, singolarmente, dette alette essendo poi assiemate e fatte aderire tra loro mediante la mescolanza autovulcanizzante a temperatura ambiente; oppure: per gruppi di alette da raggruppare a loro volta tra io loro. Tanto le alette singole che i gruppi di alette possono esere montati su corpi centrali astiformi previamente gommati, oppure non gommati, ma solamente trattati.

La formatura delle alette può essere realizzata dunque con due diversi criteri: come formatura separata di alette 15 singole o come formatura di gruppi di più unità formanti corpo unico fra loro; nelle figure 1 e 2 sono rappresentate . solamente alette singole 5 e 6, come si può rilevare dalle linee di separazione fra una aletta e l'altra, indicate rispettivamente con a e b.

2o Quando vengono prodotte come alette singole, la formatura può essere effettuata secondo uno dei seguenti procedimenti:

a) stampaggio e vulcanizzazione a compressione;

b) stampaggio e vulcanizzazione a transfert; 25 c) stampaggio e vulcanizzazione ad iniezione.

In ogni caso, per economia di processo, gli stampi di formatura hanno impronte multiple; ciò significa che in ogni stampo ci sono più impronte di alette singole.

Quando invece vengono prodotte come gruppi di più 30 unità in regolare successione formanti corpo unico fra loro, per la formatura viene seguito l'uno o l'altro dei due metodi sotto elencati, in modo del tutto analogo ai corrispondenti metodi impiegati per le alette singole:

b) stampaggio e vulcanizzazione a transfert; 35 c) stampaggio e vulcanizzazione ad iniezione.

A vulcanizzazione terminata, le alette, (se prodotte singolarmente) o i gruppi di alette in corpo unico vengono estratti dai rispettivi stampi di formatura.

Per l'assiematura dell'isolatore si possono seguire diversi 40 criteri:

— Secondo un primo criterio, le alette preformate, singole o a gruppi multipli, vengono infilate, preferibilmente per montaggio forzato, direttamente sul manufatto o corpo centrale di sospensione in vetroresina precedentemente trat-45 tato (vale a dire sabbiato, o raspato, o spalmato con il «primer» come già descritto) e spalmato con una mescolanza autovulcanizzante a temperatura ambiente a base di polimeri olefinici a bassa insaturazione, simile e compatibile con la mescolanza etilen-propilenica (EPR) impiegata per la gom-50 matura del manufatto e per la formatura delle alette. Tale mescolanza autovulcanizzante va applicata anche sulle superfici (di area assai limitata, e aventi generalmente forma di corona circolare) con le quali le alette, singole o in gruppi multipli, sono a contatto tra loro, superficì le cui tracce sono 55 indicate con 11 e 12, rispettivamente, nelle figure 1 e 2.

Più particolarmente, la mescolanza autovulcanizzante impiegata comprende: un terpolimero olefinico amorfo a bassa insaturazione costituito da etilene, un'alfa-olefina, un poliene ciclico o aciclico a doppi legami non coniugati; una carica 60 rinforzante; preferibilmente degli antiossidanti, pigmenti ed altri additivi, e, quale agente vulcanizzante, un idroperossido organico. Detta mescolanza viene prodotta in base al brevetto italiano n. 780.429 di cui è Titolare la S p. A. Montedison.

—• Seguendo un altro criterio, le alette preformate, sin-65 gole o a gruppi multipli, vengono infilate come sopra indicato, preferibilmente per montaggio forzato, sul manufatto o corpo di sospensione in vetroresina, ma — a differenza del criterio precedentemente descritto — viene impiegato in questo

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caso un corpo centrale di sospensione già gommato, ossia già ricoperto di uno strato tubolare elastomerico; ed è tale strato tubolare o manicotto che viene spalmato con la mescolanza autovulcanizzante che assicura l'adesione fra le alette (singole o a gruppi multipli) e detto strato tubolare, così come — quando si segue il primo criterio — la stessa mescolanza assicura l'adesione diretta fra le alette e il corpo centrale di sospensione trattato, ma non gommato.

— Infine, secondo un terzo criterio di montaggio, vengono impiegate alette preformate, singole o a gruppi multipli, vulcanizzate soltanto parzialmente, più precisamente vulcanizzate al 50%, che vengono infilate, preferibilmente per montaggio forzato, sul corpo centrale in vetroresina (barra o cilindro cavo) provvisto di gommatura essa pure vulcanizzata soltanto parzialmente, al 50%. Il complesso, così assemblato, viene poi collocato in un apposito stampo-pressa per il completamento della vulcanizzazione che viene ottenuta per compressione radiale e per riscaldamento, in detto stampo, ad una temperatura compresa tra 160 e 210°C, preferibilmente fra 160 e 180°C.

Con l'adozione della tecnologia indicata in questo terzo criterio di assiematura si possono conseguire ottimi risultati, per quanto concerne l'adesione fra le parti assemblate, anche senza l'impiego di adesivi autovulcanizzanti come invece previsto seguendo i due criteri di montaggio precedentemente descritti.

Per quanto concerne i tempi di vulcanizzazione va detto che, in qualsiasi fase del procedimento, la mescolanza di elastomero etilen-propilenico (EPR) impiegata richiede dai 5 ai 45 min. per una completa vulcanizzazione, più particolarmente dai 10 ai 40 min.; quindi per la vulcanizzazione condotta, in una prima fase, fino al 50%, come descritta nel terzo criterio di montaggio dell'isolatore, occorrono dai 3 ai 22 min., più particolarmente dai 5 ai 20 min., altrettanti ne sono richiesti per la seconda fase, in cui la vulcanizzazione dell'intero isolatore assiemato viene portata dal 50 al 100%.

Quanto alle temperature di vulcanizzazione, cui la mescola viene sottoposta per i tempi sopra accennati, esse sono le medesime — per tutti i metodi della tecnica nota sopra descritti — indicate a proposito del già ricordato terzo criterio di assiematura dell'isolatore, e precisamente fra 160 e 210°C, con preferenza per l'intervallo compreso fra 160 e 180°C.

La mescolanza adesiva è autovulcanizzante e quindi la sua vulcanizzazione avviene, come si è detto, a temperatura ambiente; il più ampio campo in cui la temperatura di vulcanizzazione può essere compresa va da 5 a 60 °C; quanto ai tempi 5 in cui il processo si completa, essi variano da 20 a 48 h o, al più, da 20 a 96 h.

Come si è detto nel corso della descrizione dell'isolatore prodotto secondo la presente invenzione, i terminali metallici vengono fissati al corpo centrale di supporto secondo uno dei io metodi di serraggio già noti dalla tecnica del ramo, ma nel caso di formatura del ricoprimento aiettato in corpo unico è possibile predisporre in partenza il corpo centrale di supporto con entrambe le estremità conformate a testata di dimensioni maggiorate rispetto all'asta di supporto e con sottosquadri 15 opportunamente disposti per un ancoraggio garantito contro ogni pericolo di sfilamento degli attacchi metallici 9 di sospensione dell'isolatore.

Infatti, la formatura del ricoprimento aiettato in corpo unico direttamente sul corpo centrale di supporto elimina la necessità di infilare le alette sul corpo centrale stesso, e consente perciò l'impiego di un corpo centrale pereventivamente formato con testate maggiorate, ciò che costituisce un ulteriore vantaggio del procedimento di formatura del ricopri-mento aiettato in corpo unico.

Evidentemente, al trovato come precedentemente descritto ed illustrato, e qui di seguito rivendicato, possono essere apportate modifiche e varianti strutturalmente e funzionalmente equivalenti senza uscire dallo spirito dell'inven-3ozione, nè dall'ambito di protezione giuridica del trovato medesimo.

Ad esempio, il procedimento di formatura del ricoprimento aiettato può essere realizzato secondo una ulteriore variante, provvedendosi al rivestimento del corpo centrale asti-35 forme di supporto con uno strato tubolare di elastomero (manicotto), vale a dire effettuando la gommatura, come nel caso del ricoprimento costituito separatamente, ma limitando la vulcanizzazione ad un grado piuttosto basso; indi collocando in uno stampo opportunamente predisposto il manufatto già gommato e provvedendosi in tale stampo alla formatura di tutte le alette in corpo unico, direttamente sul manufatto già gommato, similmente al caso dell'intero ricoprimento aiettato costituito in corpo unico.

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1 foglio disegni

Claims (20)

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1. Isolatore elettrico per medie, alte e altissime tensioni, costituito da un corpo centrale astiforme di supporto in vetroresina, munito di ricoprimento aiettato in materiale organico, caratterizzato dal fatto che detto ricoprimento aiettato riveste completamente detto corpo centrale di sospensione (1 o 2) ed è costituito da un elastomero etilen-propilenico (EPR) — che presenta caratteristiche di elasticità, di resistenza anti-tracking e anti-erosione, di resistenza all'invecchiamento, di autoestinguibilità, di idrorepellenza —• detto ricoprimento aiettato essendo conformato ad alette (7 o 8;

2. Isolatore elettrico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo centrale astiforme è costituito da una barra piena di vetroresina (1).

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RIVENDICAZIONI

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la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che il corpo centrale di sospensione è previamente gommato.

(3 o 4), e di dette alette (5 o 6) tra loro è realizzato mediante l'impiego di una mescolanza, autovulcanizzante a temperatura ambiente, comprendente: un terpolimero olefinico amorfo a bassa insaturazione costituito da etilene, un'alfaolefina, un poliene ciclico o aciclico a doppi legami non coniugati; una carica rinforzante; a scelta degli antiossidanti, pigmenti e altri additivi; e, quale agente vulcanizzante, un idroperossido arganico.

3. Isolatore elettrico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo centrale astiforme è costituito da un cilindro cavo in vetroresina (2).

4. Isolatore elettrico secondo ognuna delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il ricoprimento aiettato è costituito da un corpo unico (7 o 8).

5 forme di sostegno in vetroresina, munito di ricoprimento aiettato in elastomero, consistente nell'impiegare un corpo centrale astiforme di sospensione in vetroresina, nel trattare la superficie di detto corpo centrale secondo una tecnica scelta fra le seguenti: sabbiatura, grattatura con raspa, spallo matura con mastice promotore di adesione; caratterizzato dal fatto che il ricoprimento aiettato viene formato separatamente in uno stampo secondo il metodo transfert o il metodo ad iniezione impiegando, come materiale di formatura, un elastomero etilen-propilenico (EPR), viene estratto da detto 15 stampo di formatura, e viene successivamente assiemato con detto corpo centrale astiforme in vetroresina.

5. Isolatore elettrico secondo ognuna delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il ricoprimento aiettato comprende almeno uno strato tubolare a manicotto (3 o 4) strettamente accoppiato a detto corpo centrale (1 o2>e supportante le alette (5 o 6).

5 o 6), accoppiate e supportate, a scelta, direttamente da detto corpo centrale astiforme (1 o 2) oppure da uno strato tubolare manicotto (3 o 4) in elastomero etilen-propilenico (EPR) di identiche qualità e caratteristiche dell'elastomero (EPR) costituente dette alette.

6. Isolatore elettrico secondo le rivendicazioni 3 e 5, caratterizzato dal fatto che detto cilindro cavo (2) è ricoperto internamente da un altro manicotto tubolare (10) in elastomero etilen-propilenico collegato senza soluzione di continuità, in corrispondenza delle etremità (14) del cinlindro cavo (2), al manicotto tubolare esterno (4), l'elastomero EPR del manicotto interno (10) essendo di identiche qualità e caratteristiche dell'elastomero EPR di cui è costituito il manicotto esterno (4).

7. Isolatore elettrico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'accoppiamento tra detto ricoprimento elastomerico aiettato.(7 o 8) a detto corpo centrale di sospensione (1 o 2), tra dette alette (5 o 6) e detto manicotto

8. Procedimento per la produzione di isolatori elettrici secondo la rivendicazione 1, del tipo a corpo centrale asti-forme di sostegno in vetroresina, munito di ricoprimento aiettato in elastomero, consistente nell'impiegare un corpo centrale astiforme di sospensione in vetroresina e uno stampo per la formatura dell'intero ricoprimento aiettato elastomerico direttamente associato a detto corpo centrale astiforme; nel trattare la superficie di detto corpo centrale secondo una tecnica scelta fra le seguenti: sabbiatura, grattatura con raspa, spalmatura con mastice promotore di adesione; nel collocare detto corpo centrale in detto stampo, detto corpo centrale essendo supportato — in tale stampo — alle sue estremità; indi nello stampare e vulcanizzare, sul corpo centrale astiforme e in quello stesso stampo, l'intero ricoprimento aiettato secondo il metodo transfert o il metodo ad iniezione impiegando, come materiale di formatura, un elastomero etilen-propilenico (EPR); nell'estrarre, infine, l'intero isolatore, così formato, da detto stampo di formatura.

9. Procedimento per la produzione di isolatori elettrici secondo la rivendicazione 1, del tipo a corpo centrale asti-

10. Procedimento per la produzione di isolatori secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che, con corpo centrale astiforme costituito da cilindro cavo, una ulteriore

20 fase del procedimento è costituita dalla gommatura della superficie interna di detto cilindro mediante elastomero EPR di identiche qualità e caratteristiche dell'elastomero EPR costituente il ricoprimento esterno, detta gommatura essendo realizzata mediante introduzione nel cilindro cavo di un 25 manicotto tubolare in mescolanza EPR cruda, di adatte dimensioni; successiva applicazione del manicotto a detta superficie interna mediante, a scelta: 10 rigonfiamento di apposita camera d'aria collocata all'interno del manicotto effettuato durante la vulcanizzazione; 2° creazione della 30 necessaria pressione, all'interno di detto manicotto tubolare, per mezzo di adatte sostanze che gasificano alla temperatura di vulcanizzazione; infine vulcanizzazione del manicotto tubolare interno in EPR.

11. Procedimento per la produzione di isolatori secondo 35 la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la vulcanizzazione viene effettuata a temperature comprese fra 160 e 210°C, e preferibilmente fra 160 e 180°C.

12. Procedimento per la produzione di isolatori secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la vulcanizzazione viene completata in tempi compresi fra 5 e 45 min.,

preferibilmente fra 10 e 40 min.

13. Procedimento per la produzione di isolatori secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che con corpo centrale astiforme costituito da cilindro cavo, una ulteriore

45 fase del procedimento è costituita dalla gommatura della superficie interna di detto cilindro mediante elastomero EPR di identiche qualità e caratteristiche dell'elastomero EPR costituente il ricoprimento esterno, detta gommatura essendo realizzata mediante introduzione nel cilindro cavo di un »manicotto tubolare in mescolanza EPR cruda, di adatte dimensioni; successiva applicazione del manicotto a detta superficie interna mediante, a scelta: 1 ° rigonfiamento di apposita camera d'aria collocata all'interno del manicotto effettuato durante la vulcanizzazione; 2° creazione della 55 necessaria pressione, all'interno di detto manicotto tubolare, per mezzo di adatte sostanze che gasificano alla temperatura di vulcanizzazione; infine vulcanizzazione del manicotto tubolare interno in EPR.

14.Procedimento per la produzione di isolatori secondo

«o la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'assemblaggio dell'isolatore consiste nell'infilare le alette, per montaggio forzato, direttamente sul corpo centrale di sospensione, previamente trattato e spalmato con una mescolanza, autovulcanizzante a temperatura ambiente, a base di polimeri ole-65 finici a bassa insaturazione, detta mescolanza essendo inoltre applicata anche sulle superfici delle alette destinate a rimanere in stretto contatto fra loro.

15. Procedimento per la produzione di isolatori secondo

16. Procedimento per la produzione di isolatori secondo ia rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che consiste nell'interrompere la vulcanizzazione, sia della gommatura del corpo centrale sia delle alette formate a parte, quando detta vulcanizzazione ha raggiuto sostanzialmente l'entità del 50%; nell'assemblare l'isolatore infilando dette alette, per montaggio forzato, su detto corpo centrale previamente trattato e gommato; nel predisporre un apposito stampo per l'accoglimento dell'intero isolatore assemblato; nel collocare detto isolatore in detto stampo; nel condurre a termine la vulcanizzazione dell'intero isolatore per compressione radiale e per riscaldamento in detto stampo; nell'estrarre, infine,

l'intero isolatore assemblato e vulcanizzato da detto stampo di vulcanizzazione.

17. Procedimento per la produzione di isolatori secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la vulcanizzazione viene effettuata a temperature comprese fra 160 e 210°C, e preferibilmente fra 160 e 180°C.

18. Procedimento per la produzione di isolatori secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la vulcanizzazione viene completata in tempi compresi fra 5 e 45 min., preferibilmente fra 10 e 40 min.

19. Procedimento per la produzione di isolatori secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che la vulcanizzazione viene portata al 50% in tempi compresi fra 3 e 22 min., e preferibilmente fra 5 e 20 min., e viene poi completata in tempi compresi fra 3 e 22 min., e preferibilmene fra 5 e

20 min.

20. Procedimento per la produzione di isolatori secondo le rivendicazioni 14 e 15, caratterizzato dal fatto che detta mescolanza autovulcanizzante vulcanizza a temperature comprese fra 5 e 60°C e in tempi compresi fra 20 e 96 h, e preferibilmente fra 20 e 48 h.