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WO2008108613A1 - Pieza de fijación aislante para barras de tierra. - Google Patents

Pieza de fijación aislante para barras de tierra. Download PDF

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WO2008108613A1 PCT/MX2007/000026 MX2007000026W WO2008108613A1 WO 2008108613 A1 WO2008108613 A1 WO 2008108613A1 MX 2007000026 W MX2007000026 W MX 2007000026W WO 2008108613 A1 WO2008108613 A1 WO 2008108613A1
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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
    • H01R4/58—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 characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/66—Connections with the terrestrial mass, e.g. earth plate, earth pin
    • 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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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail

Definitions

  • Insulating fixing piece for earth bars Insulating fixing piece for earth bars.
  • the land systems for telecommunications are undergoing a change mainly based on the price of copper that has been rising and has reached historical record prices, this fact has caused a strong vandalism for said metal.
  • Another weakness presented by this type of insulator is that when it is placed strictly on the front and has a cylindrical shape, it often collides or sticks with metal structures, shortening the space between the copper bar and the metal structures, which decreases the efficiency of the insulator by not exercising full body insulation.
  • the barrel-shaped or cylindrical insulators being placed between the bar and the structure vertically, the bar being below the insulator, presents a short circuit for the Isolated, this basically through the continuous water jet channel of the rain.
  • vandalism due to theft of copper and the easy disposal arrangement offered by the insulator requires the electrical industry, especially in the land system, to provide a better security against theft and that its insulator function is designed to keep the plane isolated even in rain.
  • Figure 4 is a conventional isometric perspective of the insulator.
  • Figure 5 is a side perspective of the insulator.
  • Figure 6 is a top perspective of the insulator.
  • Figure 7 is a rear perspective of the insulator.
  • Figure 8 is a symmetrical perspective of the insulator with perforations in the back.
  • Figure 9 is a top view of the insulator with perforations.
  • Figure 10 is a side perspective of the insulator with upper perforations.
  • Figure 1 1 is a rear perspective view of the insulator with upper perforations.
  • Figure 12 is an isometric perspective of the insulator for structures.
  • Figure 13 is a side section perspective of the structure insulator.
  • Figure 14 is a top view of the rail insulator.
  • the material for the proposed insulator, body of the patent is basically resins or nylon, and its fixation must be with head screws, the guard boxes for the heads of the screws must provide a means p ⁇ r ⁇ seal the access to the head of the screw, being so that once placed it will not be possible to disassemble said elements.
  • the patent proposal as shown in Figure 4 is a diagonal insulator with a height of 44.70 mm, a width of 27.60 mm and a length of 79mm with lateral and frontal channels, which cut off the water flow between the fixing part and The opposite face that will be for the connection bar.
  • Figure 8 shows the same arrangement of insulator but this time without the rail for the dovetail and instead two perforations (No. 6) that will serve to directly fix this piece to the connecting rod, as You can notice on the back of said piece, there are the two boxes to house the screws found Figure 9 (No. 7) and once the screws are placed these cavities (No. 7) must be sealed by resins or some epoxy polymer that prevent the removal of the screws.
  • Figure 4 shows the channels for water runoff (No. 3) with a length of 57 mm and a height of 10 mm and depth of 4 mm and running on 3 sides of the perimeter of the piece, which is avoided that finds continuous channel by water jet between the connection bar and the structure.
  • Figure 12 shows the same insulator arrangement with dimensions of 21 mm wide, 57 mm high and 85 mm long, this time arranged at the top with the mentioned rail (No. 1) for dovetail and on the opposite side to this, there is a groove (No. 8) through which said piece can be embedded in the edges of an angle or structure.
  • Figure 13 shows a hole that in the deepest part is machined (No. 10) and in the final part the box to house the head of the screw find (No. 1 1), this arrangement has the function of securing the insulator to the structure as a pin and that as in all cases the box for the Ia has been mentioned Once the screw is installed, it must be sealed so that the screw cannot be removed.
  • the insulator can be fixed to a structure with double protection, using the aforementioned groove to have the screw found as a pin and the perforation arranged frontally to cross the structure, in both cases sealing the boxes arranged for Screws are found and, if necessary, having the nut and rolling exposed, be electrically welded to guarantee its permanence.
  • the patent proposal is oriented to an insulator that can be placed in the back of the connection bar and does not have access to be removed once placed, in the same way its geometry must have paths to divert the water flow due to Ia rain and thus keep the plane isolated.
  • 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.
  • said insulators for the isolated plane fulfill their function since the ground system must be shaped by the equipotential bonding, therefore there will never be an attraction to grounding since all metal elements will be placed on the same ground. .
  • the insulators were placed on the wall and in the structure respectively and weight was applied to the center of the connection bar, thus exerting the touch of greater intensity in the insulators, thus being the results.
  • a concentrated weight was applied to the center of the 50 kg wall and structure bar and there was no mechanical damage.
  • a concentrated weight was applied to the center of the 100 kg wall and structure bar and there was no mechanical damage.
  • the insulator was placed under a rain chamber and an electrode was placed at the end where the connecting rod goes, and another electrode at the rear, a linear voltage source (alkaline battery) was arranged on one of the electrodes and in 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:
  • connection bar was placed below the insulator and the part for wall or structure fixing upwards.- There is no continuity.

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  • Insulators (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

Pieza de fijación aislante para barras de tierra, con varias de sus caras en pendiente para facilitar la evacuación del agua de lluvia y evitar, así, cortocircuitos. El material de la pieza será nylon o algún tipo de resina. Estará dotada de orificios roscados y/o de una cola de milano para la fijación de la barra de tierra a la pieza, o de la pieza a su base. Una vez estos orificios han sido ocupados por el correspondiente tornillo, se sellarán para evitar que pueda ser desmontado de nuevo.

Description

Pieza de fijación aislante para barras de tierra.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En Ia actualidad los sistemas de tierras para las telecomunicaciones esta 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 tierras y concretamente en el plano aislado de tierras, se han venido usando sistema compuestos por barras de cobre y aisladores cilindricos o hexagonales de resina tal como se muestra en Ia figura 1 , figura 2 y figura 3.
Estos métodos de aislamiento presentan una gran debilidad que es Ia de ser instalados por su parte frontal, ya que lleva una rosca o tuerca embebida en Ia resina tal como se muestra en Ia figura 1. Este arreglo facilita el robo al tener el tornillo expuesto por Ia parte frontal de Ia barra como se muestra en Ia figura 2, pues es de extrema facilidad su retiro, y por consecuencia de Ia barra y de los accesorios de fijación.
Uno de los aspectos que tiene este robo es que las piezas al ser sustraídas o rabadas quedan integras por Io que en muchos casos son vendidas nuevamente y reinstaladas nuevamente haciéndolas pasar como nuevas.
Otra debilidad que presenta este tipo de aislador es que al ser colocado estrictamente por Ia parte frontal y tener una forma cilindrica, en muchas ocasiones choca o pega con estructuras metálicas, acortando el espacio entre Ia barra de cobre y las estructuras de metal, Io que disminuye Ia eficiencia del aislador al no ejercer un aislamiento de cuerpo entero.
Como una debilidad de gran importancia es que los aisladores en forma de barril o cilindricos al ser colocados entre Ia barra y Ia estructura de forma vertical, quedando Ia barra por debajo del aislador, presenta un corto circuito para el plαno aislado, esto básicamente por el canal continuo de chorro de agua de Ia lluvia.
En Ia actualidad el vandalismo por el robo del cobre y Ia fácil disposición de retiro que ofrece el aislador, exige a Ia industria eléctrica en especial de sistema de tierras un arreglo que ofrezca mejor seguridad ante el robo y que su función de aislador este diseñado para mantener el plano aislado aún en lluvia.
Cabe destacar que Ia gran mayoría de estos aisladores tienen una excepcional resistencia a Ia ruptura dieléctrica llegando en muchas ocasiones a varias decenas de miles de volts para romper el dieléctrico, sin embargo esto no es una necesidad para los sistemas de tierras, ya que como los sistemas de tierras deben ir a un mismo potencial de referencia y Ia corriente transitoria es de mínima duración en su gran mayoría en décimas de segundo, su aplicación debe orientarse a conservar el plano aislado y evitar el corto por flujo continuo en momentos de lluvia y no a una aplicación eléctrica para altas corrientes continuas.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de este novedoso Segunda Generación Aislador Barra de Tierra, 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 4 es una perspectiva convencional isométrica del aislador.
La figura 5 es una perspectiva lateral del aislador.
La figura 6 es una perspectiva superior del aislador.
La figura 7 es una perspectiva posterior del aislador.
La figura 8 es una perspectiva ¡sométrica del aislador con perforaciones en Ia parte posterior.
La figura 9 es una vista superior del aislador con perforaciones.
La figura 10 es una perspectiva lateral del aislador con perforaciones superiores.
La figura 1 1 es una perspectiva posterior del aislador con perforaciones superiores.
La figura 12 es una perspectiva isométrica del aislador par estructuras.
La figura 13 es una perspectiva de corte lateral del aislador para estructuras.
La figura 14 es una vista superior del aislador con riel.
El material para el aislador propuesto, cuerpo de Ia patente es básicamente resinas o nylon, y su fijación debe ser con tornillos cabeza hallen, las cajas de resguardo para las cabezas de los tornillos hallen deben proporcionar un medio pαrα sellar el acceso a Ia cabeza del tornillo, siendo así que una vez colocado no se podrán desmontar dichos elementos.
La propuesta de patente como se muestra en Ia figura 4 es un aislador de forma diagonal con altura de 44.70 mm, un ancho de 27.60 mm y largo de 79mm con canales laterales y frontales, que cortan el flujo de agua entre Ia parte de fijación y Ia cara opuesta que será para Ia barra de conexiones. En Ia parte superior (No
1 ) de Ia figura 4, se puede notar que dicha forma puede ser de riel para entrar en cola de milano y así tener un desplazamiento lateral o vertical en Ia barra de conexiones, también se muestra Ia caja para albergar Ia cabeza del tornillo hallen (No. 2).
En Ia figura 8 se muestra el mismo arreglo de aislador pero esta vez sin el riel para Ia cola de milano y en su lugar dos perforaciones (No. 6) que servirán para fijar de forma directa esta pieza a Ia barra de conexión, como se puede notar en Ia parte posterior de dicha pieza, están las dos cajas para albergar a los tornillos hallen figura 9 (No. 7) y una vez colocados los tornillos estas cavidades (No. 7) deberán ser selladas por resinas o algún polímero epóxico que impida el retiro de los tornillos.
En Ia figura 4 se aprecian los canales para el escurrimiento del agua (No 3) con un largo de 57 mm y un alto de 10 mm y profundidad de 4mm y que corren por 3 caras del perímetro de Ia pieza, con Io cual se evita que halla canal continuo por choro de agua entre Ia barra de conexión y Ia estructura.
En Ia figura 12 se muestra con dimensiones de ancho de 21 mm, altura de 57 mm y largo de 85 mm el mismo arreglo de aislador, esta vez dispuesto en Ia parte superior con el mencionado riel (No. 1 ) para cola de milano y en Ia cara opuesta a esta, hay una ranura (No. 8) por Ia cual dicha pieza puede ser empotrada en las aristas de un ángulo o estructura. También se puede apreciar en Ia figura 13 (No. 9) una perforación que en Ia parte mas profunda esta machoeleada (No. 10) y en Ia parte final Ia caja para albergar Ia cabeza del tornillo hallen (No. 1 1 ), este arreglo tiene Ia función de asegurar a manera de pasador el aislador a Ia estructura y que como en todos los casos se ha mencionado Ia caja para Ia cαbezα del tornillo hallen una vez instalado deba ser sellada para no poder retirar el tornillo.
En este aislador también esta Ia posibilidad de fijación por Ia parte frontal, donde se tiene Ia caja (No. 2) para el tornillo hallen tal como se muestra en Ia figura 13 y figura 14.
Dado estas características de diseño el aislador puede ser fijado a una estructura con doble protección, empleando Ia ranura antes mencionada para tener el tornillo hallen a manera de pasador y Ia perforación dispuesta frontalmente para atravesar Ia estructura, en ambos casos sellando las cajas dispuestas para los tornillos hallen y en su caso al tener Ia tuerca y roldada expuestas ser soldadas eléctricamente para garantizar su permanencia.
La propuesta de patente esta orientada a un aislador que pueda ser colocador en Ia parte posterior de Ia barra de conexiones y no tenga acceso a ser retirado una vez colocado, de igual forma su geometría debe tener caminos para desviar el flujo de agua consecuencia de Ia lluvia y así mantener el plano aislado.
Por otra parte dicho elemento una vez colocado deberá ser retirado solamente bajo su destrucción, y así evidenciar su retiro por medio de Ia fuerza para no ser revendido.
Por su geometría deberá ser imparcial Ia dirección de su colocación y deberá ofrecer los medios para instalarse fácilmente tanto en superficies planas, tales como paredes al igual que en estructuras metálicas que en Ia industria de las telecomunicaciones son las torres, monopolos, postes o escalerillas.
Estas piezas estarán sujetas a dos principales condiciones de trabajo, esfuerzos eléctricos y mecánicos, para Io cual se hicieron las siguientes pruebas:
Eléctricas. 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 por 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 Ia barra de conexiones ejerciendo así el toque de mayor intensidad en los aisladores, siendo así los resultados.
Se aplico un peso concentrado al centro de Ia barra en pared y estructura de 50 Kgs y no hubo daño mecánico.
Se aplico un peso concentrado al centro de Ia barra en pared y estructura de 100 Kgs y no hubo daño mecánico.
Se aplico un peso concentrado al centro de Ia barra en pared y estructura de 150 Kgs y no hubo daño mecánico. PQΓ 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 barra de conexión 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 asi la 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 Ia barra 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 Ia barra 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 Ia barra de conexión hacia Ia derecha y Ia caja para fijación del tomillo hallen hacia atrás.- No hay continuidad
Al ser colocado lateralmente o sea con Ia barra de conexión hacia Ia izquierda y Ia caja para fijación del tornillo hallen hacia atrás.- No hay continuidad.
Se dispuso Ia barra de conexión abajo del aislador y Ia parte para fijación a pared o estructura hacia arriba.- No hay continuidad.
Por tanto se concluye que el artefacto 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 Barra de Tierra, es un elemento diseñado para resinas o nylon, complementado por tornillos cabeza hallen, los cuales no se podrán desmontar, gracias a su protección en Ia cabeza. Dicho aislador es de forma diagonal. En su parte superior puede contar con un riel para entrar en cola de milano y así tener un desplazamiento lateral o vertical, o bien con dos perforaciones, que servirán para fijar de forma directa esta pieza a Ia barra de conexión.
2. Segunda Generación Aislador Barra de Tierra, como se reivindica en Ia cláusula primera, es un artefacto multifuncional ya que el artefacto opera como aislador, sujetador y como instrumento de fijación en Ia instalación de barras de conexión para sistemas de tierra, además que por su configuración se eliminará deficientes instalaciones.
3. Segunda Generación Aislador Barra de Tierra, como se reivindica en Ia cláusula primera, gracias a su tan singular diseño, podrá ser instalado aún en espacios pequeños y de complicado acceso siempre asegurando su funcionalidad del plano aislado tanto externo bajo condiciones de unión equipotencial y en instalaciones interiores (resguardadas que no estén expuestas a Ia lluvia) en un nivel de protección hasta de 15,000 volts.
4. Segunda Generación Aislador Barra de Tierra, como se reivindica en Ia cláusula primera, esta directamente enfocada al mercado de sistema de tierras y sus principales mejoras al mercado serán el reducir el robo o vandalismo en las instalaciones y proporcionar elementos de fijación, aislamiento y sujeción de alto desempeño.
PCT/MX2007/000026 2007-03-06 2007-03-09 Pieza de fijación aislante para barras de tierra. Ceased WO2008108613A1 (es)

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