IT201800006432A1 - Un commutatore di distribuzione a basso amperaggio per trasformatori in bagno d’olio - Google Patents

Description

Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo:

“UN COMMUTATORE DI DISTRIBUZIONE A BASSO AMPERAGGIO PER TRASFORMATORI IN BAGNO D’OLIO”

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione è generalmente applicabile al settore tecnico dei trasformatori elettrici ed ha per oggetto un commutatore di distribuzione a basso amperaggio per trasformatori elettrici.

Più in dettaglio, la presente invenzione trova applicazione come commutatore di distribuzione a basso amperaggio per trasformatori in bagno d’olio.

Stato della Tecnica

Nel campo dei trasformatori elettrici è noto l’utilizzo di commutatori di tensione. La realizzazione di questi ultimi è particolarmente delicata nel caso di trasformatori per alti potenziali elettrici in quanto essi possono provocare scariche elettriche tra i poli dei commutatori. Il caso dei trasformatori in bagno d’olio è uno di questi. Essi sono applicati a linee elettriche percorse da alti potenziali elettrici.

I commutatori utilizzati in trasformatori che operano con alti potenziali elettrici tipicamente presentano una pluralità di pioli di contatto elettrico, solitamente realizzati in rame o in una lega di rame, disposti allineati su un’asta di supporto. La movimentazione dell’asta provoca la modifica dei contatti elettrici commutando tra loro le linee del trasformatore. Data l’entità dei potenziali in gioco, per evitare il possibile ingenerarsi di scariche i pioli devono essere realizzati con precisione, con materiali di pregio e disposti ad una distanza predefinita per evitare scariche elettriche tra pioli contigui.

La dimensione dei pioli, ovviamente, è correlata all’entità della corrente elettrica che si prevede debba percorrerli. Tra tali trasformatori elettrici ad alto potenziale vi sono trasformatori che sono interessati da differenti valori di corrente elettrica. In particolare, vi sono trasformatori per i quali il commutatore di distribuzione è tipicamente soggetto a bassi amperaggi. In questi casi i pioli sono tipicamente di piccole dimensioni per ridurre sia il quantitativo di materiale utilizzato sia, soprattutto, l’ingombro del commutatore.

Secondo la tecnica nota, tipicamente tali pioli vengono ottenuti al tornio ricavando un unico trafilato cilindrico cavo di materiale conduttore che viene tagliato a misura, intestato e smussato.

Tale esecuzione comporta come primo ovvio inconveniente la formazione di un quantitativo rilevante di materiale di scarto poiché il taglio a misura tipicamente non coincide, come multiplo, alla lunghezza del trafilato prodotto. Ciò di per sé risulterebbe inutilmente costoso poiché viene scartato materiale comunque già lavorato, ma trattandosi di materiale di pregio, l’eccesso di costo di produzione diviene ancora più rilevante.

I pioli, inoltre, sono sottoposti a correnti di spunto elevate ben superiore all’amperaggio che hanno le correnti durante l’uso. Trattandosi di elementi cilindrici cavi, è evidente che essi presentano limiti di sopportazione di tali correnti di spunto. Ciò costringe spesso a dover sovradimensionare i pioli utilizzati rispetto alle correnti normalmente previste in uso a causa delle elevate correnti di spunto possibili.

Anche in fase di installazione i pioli noti presentano alcuni inconvenienti. In particolare, l’installatore deve inserire al loro interno il cavo elettrico e fissarlo in posizione. Tale operazione risulta difficoltosa poiché, essendo i pioli dei cilindri cavi, il cavo elettrico può emergere dalla parte opposta costringendo l’operatore ad un lavoro supplementare di taglio del cavo eccedente. Anche il mantenimento in sede del cavo prima del suo bloccaggio risulta poco agevole.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra evidenziati mettendo a disposizione un commutatore di distribuzione a basso amperaggio che consenta di ridurre i costi di produzione riducendo il costo di esecuzione dei pioli che lo compongono.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è che i pioli siano realizzati generando uno scarto di materiale nullo o comunque limitato rispetto a quanto accade nella tecnica nota.

Un altro scopo è mettere a disposizione un commutatore di distribuzione a basso amperaggio i cui pioli, a parità di dimensioni, sopportino correnti con amperaggio superiore rispetto ai pioli noti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un commutatore di distribuzione a basso amperaggio il cui cablaggio risulti più semplice rispetto ai commutatori equivalenti noti.

Gli scopi detti, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un commutatore di distribuzione a basso amperaggio in accordo con le rivendicazioni che seguono le quali sono da considerarsi parte integrante del presente brevetto.

In particolare, esso comprende una pluralità di pioli di contatto elettrico inseriti in rispettivi fori passanti di un’asta di supporto.

Secondo un aspetto dell’invenzione, i pioli sono realizzati per stampaggio di materiale elettricamente conduttore.

Vantaggiosamente, quindi, essi sono hanno immediatamente la misura desiderata ottimizzando l’utilizzo di materiale e sostanzialmente annullando scarti di produzione. Ne risulta vantaggiosamente ottimizzato il costo di produzione dei pioli.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, i pioli comprendono un corpo a sviluppo prevalentemente longitudinale, tipicamente ma non necessariamente cilindrico, avente una prima estremità chiusa. La seconda estremità è aperta in modo da dare accesso ad uno spazio interno costituente un foro cieco.

Vantaggiosamente, quindi, la chiusura di una estremità aiuta nel posizionamento del cablaggio, facilitando il lavoro dell’utilizzatore.

Ancora vantaggiosamente, è evitato il rischio che il cablaggio sia mal eseguito con fuoriuscita dall’estremità opposta di parti di rame o similare. Quest’ultima, peraltro, sarebbe particolarmente pericolosa trattandosi di un commutatore per trasformatori in bagno d’olio.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, la prima estremità chiusa è costituita da un tratto di estremità pieno del corpo a sviluppo prevalentemente longitudinale. Ciò consente, vantaggiosamente, di incrementare la corrente nominale del piolo stesso a parità di dimensioni. Ne consegue che a parità di condizioni di lavoro, ossia di valori di corrente che attraversano il piolo in condizioni di lavoro, il piolo dell’invenzione riesce vantaggiosamente a sopportare più agevolmente correnti di spunto con amperaggio elevato.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un commutatore di distribuzione a basso amperaggio secondo l’invenzione, illustrato a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegni in cui:

− la FIG. 1 rappresenta un commutatore secondo l’invenzione in vista assonometrica;

− le FIGG. da 2 a 6 rappresentano dettagli del commutatore di FIG.1. Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento alle figure citate, ed in particolare alle figg. 1 e 2, si descrive un commutatore di distribuzione a basso amperaggio 1. Quest’ultimo trova applicazione nei trasformatori elettrici in bagno d’olio.

In questo senso, come accade per i commutatori noti equivalenti, il commutatore 1 dell’invenzione comprende una pluralità di pioli 2 di contatto elettrico ed un’asta di supporto 3. Quest’ultima è provvista, come si osserva in fig. 3, di una pluralità di fori passanti 4 la cui funzione è di accogliere e trattenere stabilmente i pioli 2.

Data la loro funzione, i pioli 2 sono realizzati con materiale elettricamente conduttore tipicamente ma non necessariamente comprendente rame. Essi poi hanno tipicamente una sagomatura cilindrica, per quanto tale dettaglio non debba essere considerato limitativo per la presente invenzione poiché la loro sagomatura può essere qualsivoglia purché in accordo con le potenze elettriche che devono sopportare.

Secondo un aspetto dell’invenzione, i pioli 2 sono innanzitutto realizzati per stampaggio del materiale elettricamente conduttore sopra citato.

Tale aspetto comporta il primo vantaggio di semplificare la produttività del piolo 2. In particolare, ancora vantaggiosamente, con questa modalità i pioli 2 sono realizzati a misura annullando la presenza di materiale di scarto di produzione. Anche il costo di produzione, quindi, ne risulta ottimizzato.

Tipicamente, come si osserva nelle figg. 4 e 5, sulla superficie laterale 5 del piolo 2 vi è una prima sporgenza 6. Questa si inserisce in una rispettiva prima rientranza 7 presente sulla superficie interna 8 dei fori passanti 4 dell’asta 3 in modo da rimanervi accoppiato stabilmente.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, vi è anche una seconda sporgenza 9 sostanzialmente allineata alla prima sporgenza 6 secondo l’asse di sviluppo longitudinale del piolo 2 e da essa distanziata, lungo lo stesso asse di sviluppo longitudinale, di una distanza predefinita. In questo modo si definisce un canale intermedio 10 di ritenuta del piolo 2 nell’asta 3. In tal senso, la seconda sporgenza 9 è suscettibile di inserirsi in una rispettiva seconda rientranza 11 presente nella superficie interna 8 dei primi fori passanti 4 dell’asta 3.

Con le conformazioni appena descritte si realizza un vincolo stabile dei pioli 2 nell’asta 3.

Tale forma di esecuzione non deve tuttavia essere considerata limitativa per l’invenzione. Nelle figure si osserva, infatti, che le sporgenze 6, 9 sono costituite ciascuna da una fascia zigrinata anulare presente sulla superficie laterale 5 dei pioli 2. Ciò consente di vincolare il piolo 2 all’asta 3 impedendone anche rotazioni relative. Tuttavia, le sporgenze e le relative rientranze possono essere in numero qualsivoglia e sagomate in modo qualsivoglia. In particolare, le seconde sporgenze e rientranze, secondo una variante esecutiva, sono assenti.

Secondo ulteriori forme di esecuzione, non rappresentate nelle figure, le sporgenze sono localizzabili sui pioli esternamente all’asta per andare in contrasto con quest’ultima ed impedire comunque che si possano sfilare.

In ogni caso, secondo un aspetto dell’invenzione una o più di tali sporgenze 6, 9 sono vantaggiosamente ottenibili per stampaggio esattamente come il resto del piolo 2. È evidente come ciò consenta, sia in produzione del piolo 2 che in assemblaggio del commutatore 1 di semplificare le operazioni con notevole risparmio anche economico.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, i pioli 2 hanno un corpo 15 a sviluppo prevalentemente longitudinale e, in accordo con quanto detto prima, tipicamente, anche se non necessariamente, essi sono cilindrici. Tale corpo 15 presenta, come si osserva in fig. 6, una prima estremità 16 chiusa ed una seconda estremità 17 aperta. Quest’ultima dà accesso ad uno spazio interno costituente un foro cieco 18.

Di conseguenza, il piolo 2 del commutatore dell’invenzione è configurato per ricevere l’estremità di un cavo di cablaggio elettrico esattamente come i pioli noti. Tale estremità del cavo va infatti inserita nel foro cieco 18 attraverso l’apertura 19 della seconda estremità 17 del corpo 15.

Vantaggiosamente, tuttavia, la chiusura della prima estremità 16 impedisce la fuoriuscita del cavo qualora l’inserimento sia eccessivo.

Ancora vantaggiosamente, quindi, il lavoro dell’utilizzatore che esegue il cablaggio è facilitato. Ancora vantaggiosamente, non vi è rischio che, a seguito della fuoriuscita del cavo dalla prima estremità 16, l’installatore sia costretto ad intervenire per rimuovere la parte sporgente.

Ancora vantaggiosamente, l’impossibilità di fuoriuscita del cavo annulla i rischi di malfunzionamento del commutatore 1 a causa di un cablaggio scorretto.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, la prima estremità chiusa 16 è costituita da un tratto pieno di estremità 20 del corpo 15.

Vantaggiosamente, quindi, è possibile incrementare la corrente nominale del piolo 2 a parità di dimensioni. Ancora vantaggiosamente, di conseguenza, a parità di condizioni di lavoro, ossia di valori di corrente che attraversano il piolo 2, quest’ultimo riesce a sopportare più agevolmente correnti di spunto con amperaggio più elevato rispetto ai pioli noti equivalenti e delle stesse dimensioni.

Si deve infatti tener presente che il commutatore 1 dell’invenzione è per applicazioni con bassi valori di amperaggio. In tal senso, i pioli noti, che come detto sono cilindrici cavi, presentano diametri in sezione particolarmente limitati e spessori limitati. Se ciò li rende adatti ai valori di corrente che li percorrono in uso, li rende altrettanto inadatti per i valori di corrente di spunto dai quali possono essere percorsi. Per tali motivi, come detto in precedenza, nella tecnica nota si procede con l’utilizzo di pioli sovradimensionati, aumentando così gli ingombri ed i costi del commutatore. Nel caso dell’invenzione, invece, il commutatore 1 comprende pioli 2 di dimensione vantaggiosamente ottimale.

Per quanto concerne il foro cieco 18, secondo la forma di esecuzione che si descrive esso è costituito da una cavità cilindrica tra la seconda estremità 17 del corpo 15 ed il tratto pieno 20.

Alla luce di quanto precede, si comprende che il commutatore di distribuzione a basso amperaggio dell’invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.

In particolare, esso consente di ridurre i costi di produzione riducendo il costo di esecuzione dei pioli che lo compongono.

Questi ultimi, peraltro, sopportano correnti di spunto con amperaggio superiore rispetto ai pioli noti di uguali dimensioni.

Inoltre, il commutatore di distribuzione a basso amperaggio dell’invenzione consente un cablaggio più semplice ed immediato rispetto ai commutatori equivalenti noti.

L’invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela del trovato definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (8)

1. Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo: “UN COMMUTATORE DI DISTRIBUZIONE A BASSO AMPERAGGIO PER TRASFORMATORI IN BAGNO D’OLIO” RIVENDICAZIONI 1. Un commutatore di distribuzione a basso amperaggio per trasformatori elettrici comprendente: − una pluralità di pioli di contatto elettrico (2); − almeno un’asta di supporto (3) provvista di una pluralità di fori passanti (4) atti ad accogliere stabilmente detti pioli di contatto elettrico (2), caratterizzato dal fatto che detti pioli (2) sono realizzati per stampaggio di materiale elettricamente conduttore e comprendono un corpo a sviluppo prevalentemente longitudinale (15) avente una prima estremità (16) chiusa ed una seconda estremità (17) aperta di accesso ad uno spazio interno costituente un foro cieco (18).
2. 2. Commutatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere, sulla superficie laterale (5), almeno una prima sporgenza (6) suscettibile di inserirsi in una rispettiva prima rientranza (7) presente sulla superficie interna (8) di detti fori passanti (4).
3. 3. Commutatore secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere, su detta superficie laterale (5) di detto piolo (2), almeno una seconda sporgenza (9) sostanzialmente allineata a detta prima sporgenza (6) secondo l’asse di sviluppo longitudinale di detto piolo (2) e da essa distanziata, lungo detto asse di sviluppo longitudinale, di una distanza predefinita per definire un canale intermedio (10) di ritenuta di detto piolo (2) in detta asta (3), detta seconda sporgenza (9) essendo suscettibile di inserirsi in una rispettiva seconda rientranza (11) presente in detta superficie interna (8) di detti fori passanti (4).
4. 4. Commutatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che dette sporgenze (6, 9) sono costituite ciascuna da una fascia zigrinata anulare presente su detta superficie laterale (5) di detti pioli (2).
5. 5. Commutatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 o 4, caratterizzato dal fatto che almeno una di dette sporgenze (6, 9) è realizzata con detto stampaggio di detto materiale elettricamente conduttore.
6. 6. Commutatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima estremità chiusa (16) è costituita da un tratto pieno di estremità (20) di detto corpo a sviluppo prevalentemente longitudinale (15).
7. 7. Commutatore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto foro cieco (18) realizza una cavità cilindrica tra detta seconda estremità (17) e detto tratto pieno (20).
8. 8. Commutatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo a sviluppo prevalentemente longitudinale (15) è sagomato cilindrico.