MXPA97001664A - Campana polimetica mejorada para intemperie y pararrayos, y metodo de produccion del mismo - Google Patents

Abstract

Un alojamiento elastomérico de pararrayos incluye un manguito que tiene una porción central tubular y campanas radiantes. El manguito estámoldeado en una primer configuración y, cuando la porción central es estirada radialmente, adopta una segunda configuración en la que las campanas adoptan una configuración dispuesta hacia abajo. Las campanas en la segunda configuración, incluye una superficie superior que tiene una forma troncocónica en general. El alojamiento puede estar hecho utilizando técnicas de moldeo convencionales, que requiere substancialmente menos material que si el alojamiento fuera directamente en la segunda configuración deseada.

Description

CAMPANA POLIMERICA MEJORADA PARA INTEMPERIE Y PARARRAYOS Y MÉTODO DE PRODUCCIÓN DEL MISMO El presente invento se refiere en general a equipos de distribución de energía eléctrica. En particular, el invento se refiere a pararrayos. Más particularmente, el invento se refiere a pararrayos que emplean campanas poliméricas para intemperie.

Bajo condiciones normales de funcionamiento, los equipos eléctricos de transmisión y distribución están expuestos a tensiones dentro de una gama bastante reducida. Debido a descargas de rayos, sobretensiones transitorias de maniobra u otras alteraciones del sistema, porciones de la red eléctrica pueden experimentar niveles de tensión momentáneas o transitorias que exceden mucho los niveles experimentados por los equipos durante condiciones normales de funcionamiento. Si se dejan sin protección, equipos esenciales y de alto costo, como transformadores, aparatos de maniobra, equipos de computación y maquinarias eléctricas pueden ser deteriorados o destruidos por tales sobretensiones y las sobre corrientes instantáneas resultantes. Por consiguiente, es de práctica rutinaria proteger tales aparatos de tensiones peligrosas mediante la utilización de pararrayos.

Un pararrayos es un dispositivo protector que está comúnmente conectado en paralelo con un equipo eléctrico de costo comparativamente alto para derivar o desviar del equipo las sobre corrientes instantáneas inducidas por sobretensiones, protegiendo de este modo al equipo y su circuitería interna de deterioros. Cuando se hace funcionar un pararrayos forma una trayectoria de corriente a tierra que tiene una impedancia muy baja en relación a la impedancia del equipo que está protegido. De esta manera, las sobre corrientes instantáneas que de lo contrario serían conducidas a través del equipo son derivadas o desviadas a través del pararrayos a tierra.

Los pararrayos convencionales típicamente incluyen un alojamiento externo alargado hecho con un material aislante eléctrico, un par de terminales eléctricos en extremos opuestos del alojamiento para conectar el pararrayos entre un conductor a potencial de línea y tierra y un conjunto de otros componentes eléctricos que forman una trayectoria en serie entre los terminales. Estos componentes típicamente incluyen una pila de elementos resistivos no lineales dependientes de la tensión. Estos resistores no lineales o "varistores" se caracterizan por tener una resistencia relativamente alta a tensiones estacionarias normales y una resistencia mucho menor cuando el pararrayos es sometido a sobretensiones transitorias. Dependiendo del tipo de pararrayos, el pararrayos puede también incluir uno o más electrodos, disipadores de calor o conjuntos de explosores alojados dentro del alojamiento aislante y conectados eléctricamente en serie con los varistores.

Para asegurar el correcto funcionamiento del pararrayos, los varistores y otros componentes internos deben estar aislados de la humedad y de contaminantes ambientales. El alojamiento del pararrayos sirve para sellar los componentes del entorno ambiental. Además, la mayoría de los alojamientos de pararrayos incluye "faldas" o "campanas" espaciadas entre si a lo largo de la longitud del alojamiento. Un pararrayos, una vez instalado a la intemperie, estará expuesto a productos contaminantes o contaminantes ambientales que son depositados sobre la superficie del alojamiento por la lluvia, el viento y otras condiciones. Estos contaminantes, con el tiempo, se pueden acumular tanto que formen una trayectoria de corriente . Tal acumulación reduce efectivamente la distancia entre componentes energizados o a potencial de línea y tierra. De esta manera, la resistividad superficial del alojamiento del pararrayos disminuirá hasta que se pueda producir una descarga superficial de contorneo y resulte un cortocircuito. Por consiguiente, las campanas para intemperie han sido tradicionalmente incluidas en un alojamiento para pararrayos a fin de aumentar o alargar la superficie del alojamiento e incrementar la distancia eficaz entre el terminal energizado del pararrayos y tierra. Adicionalmente, las campanas para intemperie han sido diseñadas para aumentar la capacidad del pararrayos para resistir o minimizar la medida a que el polvo y contaminantes ambientales se puedan acumular sobre la superficie externa del alojamiento. Tales diseños han incluido la variación de los radios de campanas adyacentes, la utilización de materiales diseñados particularmente que resisten los efectos de contaminación, y la variación de la cantidad y tamaño de las campanas en el alojamiento.

Los alojamientos de pararrayos hechos con porcelana eran en un tiempo en la industria. Desafortunadamente, tales alojamientos de pararrayos eran frágiles y frecuentemente estaban expuestos a vandalismo. Además, el alojamiento de porcelana era pesado y requería elementos de soporte sustancial para montaje del pararrayos. Asimismo, cuando un pararrayos con alojamiento de porcelana fallaba, no era fuera de lo común que el alojamiento explotara, enviando fragmentos de porcelana a altas velocidades en todas direcciones. Tales fallas presentaban el obvio potencial de peligro para el personal y deterioro para los equipos .

Actualmente, por lo menos en pararrayos de clase de distribución, un alojamiento polimérico se ha convertido en una característica estandard. Un alojamiento polimérico es de menor costo de fabricación, no es fragmentante y es menos susceptible a deterioros durante el transporte, instalación y utilización en comparación con alojamiento de porcelana conocidos anteriormente. Además, un alojamiento polimérico es sustancialmente más liviano, permitiendo una instalación más simple y de menor costo.

El alojamiento polimérico para pararrayos es típicamente moldeado con caucho de siliconas u otro material elastomérico. El alojamiento incluye una porción central y campanas o faldas radiantes que están moldeadas integralmente con la porción central . La porción central incluye un orificio interno o cámara que es sustancialmente del mismo diámetro que los varistores y otros componentes del pararrayos a ser alojados en su interior. Donde se desee una forma u orientación particular de las campanas, el molde para el alojamientos se fabrica para proporcionar esa configuración deseada. Las técnicas de moldeo actuales limitan efectivamente la configuración y disposición de campanas en un alojamiento polimérico de pararrayos.

Además, debido a limitaciones en el procedimiento de moldeo, la fabricación de alojamiento con ciertas orientaciones de campanas para intemperie es de alto costo y dificultosa. También, los métodos actuales para obtener una buena unión entre la superficie interior del alojamiento y los componentes internos es de alto costo y genera una sustancial cantidad de material de desperdicio.

Por consiguiente, hay una necesidad en la materia de contar con un alojamiento polimérico para pararrayos que tenga un diseño mejorado de campanas para intemperie que resista la acumulación de contaminantes ambientales y, al mismo tiempo, sea de fabricación relativamente simple utilizando técnica de moldeo convencionales. Sería también ventajoso si el alojamiento proporciona una mejor unión entre la superficie interior del alojamiento y los componentes eléctricos internos. Teniendo en cuenta el costo actual del caucho de siliconas y otros materiales elastoméricos conocidos para ser empleados en alojamientos de pararrayos, sería además ventajoso si las campanas para intemperie pudieran ser fabricadas utilizando menos material que lo que se emplea actualmente para alojamientos similares.

RESUMEN DEL INVENTO El presente invento incluye un alojamiento elastomérico para un pararrayos que incluye un manguito acampanado deformable con una porción central tubular que tiene un orificio central y una pluralidad de campanas espaciadas axialmente, dispuestas radialmente desde la porción central. El manguito tiene una primer configuración cuando la porción central no está estirada, y una segunda configuración cuando la porción central está estirada.

Cuando la porción central está estirada radialmente, las campanas adoptan una nueva configuración en la que la superficie superior es en general troncocónica y en la que los extremos de las campanas se desplazan axialmente de su configuración inicial; sin embargo, los extremos de las campanas quedan en la misma posición radial predeterminada tanto en la primer configuración como en la segunda configuración. Se prefiere que las campanas se dispongan hacia abajo desde la porción central según un ángulo comprendido entre aproximadamente 10° y 60°, y más preferentemente entre 10° y 45°, cuando el manguito está en la configuración estirada.

El alojamiento elastomérico está preferentemente hecho con un caucho de siliconas y es moldeado en la primer configuración no estirada. En esa configuración, la superficie superior de la campana se une con la porción central en un resalto que tiene un radio de curvatura Rl, y la superficie inferior de la campana se une con la porción central en un resalto inferior que tiene un radio de curvatura R2, siento Rl mayor que R2. Adicionalmente, en la primer configuración, la superficie de la campana incluye un primer punto de transición donde se unen dos segmentos superficiales troncocónicos . Asimismo, en la primer configuración, la superficie inferior de la campana incluye un segundo punto de transición en la intersección de un par de segmentos superficiales troncocónicos. Los segmentos superficiales troncocónicos en la superficie están ahusados hacia abajo mientras que los segmentos superficiales troncocónicos en la superficie inferior están ahusados hacia arriba. Las campanas están configuradas de modo que el segundo punto de transición sea más próximo al eje geométrico del alojamiento que el primer punto de transición, además, el ángulo hacia abajo en el lado superior es preferentemente mayor que, o igual al ángulo hacia arriba en el lado inferior.

El presente invento permite que un alojamiento elastomérico para pararrayos sea creado con campanas dispuestas hacia abajo, configuradas apropiadamente, pero permite que el alojamiento sea moldeado con las campanas sustancialmente perpendiculares al eje geométrico del alojamiento. Esto proporciona significativas ventajas de fabricación, ya que es un procedimiento mucho más simple moldear un alojamiento elastomérico que tenga campanas dispuestas sustancialmente perpendiculares al eje geométrico del alojamiento. Adicionalmente, el invento permite que un alojamiento elastomérico pueda ser estirado o deformado de modo que tenga una configuración particularmente ventajosa de campanas dispuestas hacia abajo, en la que el alojamiento es fabricado utilizando un volumen de material elastomérico significativamente menor que si el alojamiento fuera moldeado en la configuración finalmente deseada utilizando técnicas convencionales.

Estas y otras características y ventajas del presente invento serán fácilmente evidentes para los expertos en la materia en la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una introducción a la descripción detallada a la realización preferida del invento se hace referencia a continuación a los dibujos adjuntos, en los que: La figura 1 es una vista en elevación, parcialmente seccionada y con partes retiradas y parcialmente en sección transversal, que muestra el pararrayos y el alojamiento para pararrayos del presente invento.

La figura 2 es una vista en sección transversal del alojamiento para pararrayos mostrado en la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección transversal del alojamiento mostrado en la figura 3 en su configuración moldeada y no estirada.

La figura 4 es una vista magnificada de una porción del alojamiento moldeado y no estirado mostrado en la figura 3.

La figura 5 es una vista similar a la mostrada en la figura 4, que ilustra una vista en sección transversal de un porción de la campana para intemperie antes y después que ha sido estirada para adaptarse y alojar los componentes del pararrayos que se muestra en la figura 1.

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERIDAS Debe entenderse que los siguientes componentes son representativos de los contextos en que el presente invento puede ser utilizado y no están destinados para que sean una identificación exhaustiva de los mismos. Con referencia en primer término a la figura 1, se muestra el pararrayos 10 y el alojamiento 20 para pararrayos del presente invento. El pararrayos 10 comprende en general un soporte 12, un perno terminal superior 14, un perno terminal inferior 16, un desconectador 18 a tierra y un alojamiento elastomérico 20. El pararrayos está soportado por el soporte 12 que, a su vez, está montado en un poste u otro elemento de soporte (que no se muestra) . El alojamiento 20 contiene un conjunto 22 de componentes de pararrayos que es mantenido en disposición apilada extremo con extremo por un elemento 28 aislante de retención de componentes. El elemento de retención 28 puede comprender, por ejemplo, un revestimiento aislante como el revelado en la patente de los Estados Unidos de América 4,930.039 o arrollamiento de filamentos según se revela en las patentes de los Estados Unidos de América Números 5,138,517, 4,656,555 ó 5,043,838. Se prefiere, sin embargo, que el elemento de retención aislante 28 de componentes esté hecho en forma de un revestimiento resinoso endurecido, reforzado con fibras de vidrio, y que tiene un coeficiente de dilatación térmica mayor que le coeficiente de dilatación térmica de los componentes eléctricos en el conjunto 22, de modo de proporcionar una carga axial sobre los componentes una vez curado y enfriado. Tal realización se describe en la solicitud de los Estados Unidos de América copendiente titulada "Módulo de Pararrayos Autocompresivo y Método de Producción del Mismo", No. de serie 60/012,667, presentada el 1 de marzo de 1996, cuya total revelación se incorpora a la presente memoria descriptiva a título de referencia.

El conjunto 22 incluye electrodos 25, varistores de óxido metálico (MOV) 26 y terminales extremos 24 en cada extremo. Un perno conductor superior 14 y un perno conductor inferior 16 están enroscados en orificios centrales roscados (que no se muestran) en los extremos de los terminales 24 de modo de proporcionar un elemento para conectar conductores a potencial de línea y conductores de conexión a tierra (que no se muestran) al pararrayos 10. El desconectador o separador 18 de conexión a tierra convencional está dispuesto alrededor del perno terminal 16 para proporcionar un elemento a fin de desconectar explosivamente el conductor a tierra en caso de falla del pararrayos. Los varistores MOV 26 están apilados dentro del conjunto en relación de extremo con extremo con electrodos dispuesto entre superficies enfrentada de varistores MOV 26 adyacentes. Los varistores MOV 26 pueden tener la forma de cualquier varistor de óxido metálico disponible convencional. Si bien no se muestra en la figura 1, el conjunto 22 puede también incluir una diversidad de otros componentes eléctricos, incluyendo disipadores de calor o elementos espaciadores, o conjuntos de explosores que pueden incluir materiales cerámicos, como ser anillos de carburo de silicio que tengan resistencias dependientes de la tensión.

El alojamiento 20 se muestra mejor en la figura 2. El alojamiento 20, como se muestra, tiene particular utilidad cuando se emplea en un pararrayos de clase de distribución. Si bien los principios del presente invento pueden ser empleados en pararrayos que tengan otras dimensiones físicas y características de funcionamiento, el invento será comprendido y descriptivo en la presente memoria descriptiva con referencia al pararrayos de clase de distribución del servicio pesado de 10KA-10KV que se muestra en la figura 1.

Con referencia a la figura 2, el alojamiento 20 comprende en general un manguito que tiene una porción tubular central 30 y campanas 36 dirigidas hacia abajo vinculadas a la porción central 30 en relación espaciada axialmente. Por lo tanto, el alojamiento 20 puede ser descripto como un manguito acampanado. La porción central 30 incluye un orificio central 31, una superficie cilindrica interna 32 y una superficie cilindrica externa 34. Las campanas 36, que están moldeadas integralmente con la porción central 30, se prolongan desde la superficie externa 34 e incluyen una superficie superior 38, una superficie inferior 40 y un borde externo 42. La superficie superior 38 y la superficie inferior 40 son de forma troncocónica en general si bien, según se describe en más detalle abajo con referencia a la figura 5, cada una de las superficies 38 y 40 incluye ciertos segmentos 61, 63 que son cóncavos y otros segmentos 62 que son convexos. Las campanas 36 están dispuestas radialmente hacia afuera desde 1 porción central 30 y están preferentemente inclinada entre aproximadamente 10° y 60°, y más preferentemente entre 20° y 45°, respecto a un plano perpendicular al eje geométrico central del alojamiento 20. Este ángulo de inclinación indica el ángulo de la mayor superficie superior 55 de la campana.

La forma inclinada de campana tiene varias ventajas. La superficie inclinada asegura que una porción de la campana esté protegida de contaminación y mojado de modo que mantenga una alta resistividad superficial. La superficie remanente puede quedar contaminada con sales y polvo y tendrá una resistividad superficial mucho menor cuando está mojada, pero la inclinación tenderá a lavar y desalojar gran cantidad de la contaminación.

Con referencia nuevamente a la figura 1, la porción central 30 en su configuración como se utiliza incluye un diámetro interior DI medido entre lados opuestos de la superficie cilindrica interna 32 y un diámetro externo D2 medido entre extremos opuestos 42 de las campanas, según se muestra en la figura 2. En esta realización, DI es sustancialmente igual a 43 mm y D2 es sustancialmente igual a 91.5 mm. El alojamiento 20 está moldeado con un material elastomérico para permitir que el alojamiento sea estirado según se describe más abajo. Preferentemente, el alojamiento está hecho con material polimérico, como ser caucho de siliconas. Para permitir el estiramiento y la deformación requeridas, el alojamiento debe ser hecho con caucho de siliconas. Si bien se pueden utilizar otros compuestos elastoméricos se prefiere el caucho de siliconas debido a su natural resistencia a radicaciones ultravioleta. Si bien estos compuestos pueden ser formulados para que resistan la degradación por radiaciones ultravioletas, algún deterioro superficial se producirá, aumentando el riesgo de propagación de rasgados provenientes de sitios de defectos. La ventaja de utilizar siliconas para formar el alojamiento consiste en la capacidad de la siliconas para repeler agua. Cuando agua llena de contaminantes forma gotas sobre la superficie, la resistividad superficial es mucho mayor que si el agua estuviera presente como una película superficial mojante.

Otros materiales han proporcionado una calidad hidrofóbica cuando son nuevos, pero pierden esta cualidad a medida que envejecen. Los materiales adecuados para el alojamiento 20 son los suministrados por las compañías Dow Corning STI, General Electric Silicones, Wacker Silicones, DuPont, y Uniroyal que tienen elongación a la rotura de acuerdo a la norma ASTM D412 mayor que los niveles de elongación estirada y que presentan también buenas características de funcionamiento físicas y eléctricas para su entorno operativo de acuerdo estanderes conocidos en la industria. La disposición polimérica preferida es una disposición de siliconas muy llena que contiene trihidrato de aluminio ("ATH") que contiene sílice fumigado tratado superficialmente con trihidrato de aluminio ("ATH") y opcionalmente rellenos extensos como ser polvos de sílice. Esta disposición tiene preferentemente una elongación a la rotura mayor de 300%, una dureza en durómetro Shore A de menos de 50, y una característica de funcionamiento de descarga superficial de arco húmedo de 180 minutos a 6 KV cuando la muestra es ensayada estirada a un nivel de aproximadamente 125% del nivel en la aplicación. Un criterio adicional conveniente es el modo de falla después del ensayo de descarga superficial de arco húmedo para que sea de una naturaleza que no produzca descargas superficiales, es decir, debido a la erosión del material, y de modo que no haya evidencia de propagación de rasgado en el sitio de falla. Si se cumplen estas condiciones el alojamiento continuará soportando tensiones y tendrá una vida útil prologada, aún después que se haya producido una falla material localizada.

Con referencia ahora a la figura 3, el alojamiento 20 se muestra en su configuración moldeada, antes de ser estirado y deformado a la configuración de uso de modo de dar cabida a varistores MOV 26 y otros componente del conjunto 22 del pararrayos. En esta configuración no estirada, las campanas 36 están espaciadas axialmente entre sí en aproximadamente 35 mm y la porción central 30 tiene un diámetro DI y un diámetro exterior D2. En su configuración no estirada, DI es de aproximadamente 30,5 mm, o 60 a 90% de DI. Es importante, sin embargo, que el diámetro exterior D2 del alojamiento 20 no estirado sea sustancialmente el mismo que el diámetro exterior D2 del alojamiento 20 cuando está estirado. Para lograr esta configuración deseada del alojamiento 20 como se muestra en la figura 2 cuando el diámetro interior DI es aumentado DI, es importante que el alojamiento y, particularmente, las campanas 36 sean moldeadas para que tengan inclinaciones y radios de curvatura y grados de ahusamiento particulares.

Más específicamente, y con referencia ahora a la figura 4, la superficie superior 38 de la campana 36 se une con la superficie externa 34 de la porción central 30 en la superficie en arco superior 46. Los términos "superior" e "inferior" son utilizados a continuación para hacer referencia a posiciones y orientaciones relativa como se muestra en la figura. La superficie en arco superior 46 tiene un radio de curvatura designado como Rl que, en la realización que se muestra es sustancialmente igual a 9,5 mm. En forma similar, la superficie inferior 10 de la campana 36 intersecta la superficie externa 34 de la porción central en la superficie en arco inferior 48, que tiene un radio de curvatura igual a R2. En esta realización, R2 es sustancialmente igual a 2,36 mm. Sin que importen los radios precisos, para lograr el cambio deseado en inclinación y forma de las campanas para intemperie 36 de lo que se muestra en la figura 1 a lo que se muestra en la figura 2, Rl debe ser mayor que R2 y preferentemente es por lo menos el doble de R2. Además, el ángulo hacia abajo en el lado superior es preferentemente mayor o igual al ángulo hacia arriba en el lado superior es preferentemente mayor o igual al ángulo hacia arriba en el lado inferior.

Con referencia todavía a la figura 4, la superficie superior 38 y la superficie inferior 40, incluyen, cada una, un par de segmentos troncocónicos que tienen grados variantes de inclinación o declinación medida de un plano sustancialmente perpendicular al eje geométrico longitudinal del alojamiento 20. Estos segmentos troncocónicos se describen mejor con referencia a los puntos de transición 51-54. Como moldeada, la campana 26 incluyen una superficie superior que comprende un primer segmento troncocónico superior 55 y un segundo segmento troncocónico inferior 56 y una superficie inferior 39 que comprende un primer segmento troncocónico superior 57 y un segundo segmento troncocónico inferior 58. El primer segmento superficial troncocónico superior 55 está dispuesto entre el punto de transición 51 y el punto de transición 52 y está inclinado hacia abajo según una inclinación respecto a la horizontal igual a Al . El segundo segmento superficial troncocónico superior 56 está dispuesto de desde el punto de transición 52 al resalto 59 adyacente al borde externo 52, y está ahusado hacia abajo según un ángulo respecto a la horizontal igual a A2. El primer segmento superficial troncocónico inferior 57 está dispuesto entre los puntos de transición 53 y 54 y está inclinado hacia arriba desde la horizontal según un ángulo igual a A3. El segundo segmento superficial troncónico inferior 58 está dispuesto entre el punto de transición 54 y el borde externo 42 y está inclinado hacia arriba respecto a la horizontal según un ángulo igual a A4. Los ángulos A1-A4 variarán dependiendo del tamaño del alojamiento 20 y de la orientación funcional precisa deseada de las campanas 36, sin embargo, para la realización que se muestra en la figura 1, por ejemplo, los ángulos A1-A4 tendrán los siguientes valores Ángulo Grados al 10° a2 Io a3 0,5° a4 0,5° Sin tener en cuenta los valores precisos de al-a4, de acuerdo al invento, el punto de transición 51 debe estar en un mayor radio desde el eje geométrico 21 del alojamiento 20 que el punto de transición 53, y el punto de transición debe estar en un mayor radio que el punto de transición 54. En la realización específica descripta, el punto de transición 52 está ubicado a una distancia radial sustancialmente igual a 36 mm mientras que el punto de transición 54 está ubicado a una distancia radial aproximadamente igual a 33,5 mm. Asimismo, en esta realización, el punto de transición está ubicado a una distancia radial sustancialmente igual a 9.3 mm y el punto de transición 53 está ubicado a una distancia radial sustancialmente igual a 2,3 mm.

En algunos casos, aunque no se muestran, se puede preferir utilizar solo una única sección troncocónica para la superficie inferior 40. Esta superficie está dispuesta desde un único punto de transición, estando dicho único punto de transición entre los dos puntos de transición 51,52 de la superficie superior 38.

En su configuración no estirada que se muestra en las figuras 3 y 4, la porción central 30 del alojamiento tienen un espesor de pared de sustancialmente 2,8 mm y un borde externo 42 que está a aproximadamente 27,7 mm de la superficie externa 34 de la porción central 30, de modo que D2 sea igual a aproximadamente 91.8 mm DI es sustancialmente igual a 30,9 mm Cuando se arma el pararrayos 10, los varistores MOV 25 y los terminales 24 son fijados en un subconjunto por medio de elementos de retención 28. Para instalar el subconjunto dentro del alojamiento 20, sobre un terminal 24 se coloca una pieza cónica roma. La pieza cónica incluye una porción de base que es sustancialmente del mismo diámetro que el terminal 24 y un extremo cónico o ahusado espaciado del extremo de base y dispuesto hacia afuera del conjunto 22. El extremo ahusado de la pieza cónica tiene una terminación que es de diámetro menor que DI. Un extremo del alojamiento no estirado (que se muestra en la figura 3) se dispone alrededor del extremo ahusado de la pieza cónica y el alojamiento 20 y después es llevado sobre le conjunto 22. A medida que el alojamiento 20 es llevado sobre el conjunto 22, es estirado de modo que se adapte al conjunto 22 y adopte la configuración que se muestra en la figura 2. Cuando se estira para adaptarse al conjunto 22, la longitud del alojamiento 20 se contrae en aproximadamente 8% en comparación con su longitud antes de ser estirado radialmente para dar cabida al conjunto 22. Una vez que el alojamiento 20 es estirado de los componentes del pararrayos, las etapas remanentes en el procedimiento de montaje del pararrayos 20 se efectúan en el siguiente orden.

El módulo del pararrayos es imprimado con una silicona neutra de curado a temperatura inferior de baja viscosidad.

El curado del imprimador es acelerado a una temperatura comprendida entre 100 y 200°C. Antes de que el alojamientos sea aplicado, se aplica una película lubricante de silicona neutra de curado a temperatura ambiente inferior, que une el alojamiento al módulo del pararrayos. La silicona puede ser curada a una temperatura acelerante, aunque esto no es necesario. Las etapas remanentes del armado son comparables con las conocidas en la materia para pararrayos.

Con referencia ahora a la figura 5, la campana 36 se muestra en perfil en la configuración moldeada, no estirada, a la que se hace referencia en general con el número de referencia 66, y en su configuración después de estirada 68. Según se ha señalado arriba, los extremos 42 de la campana 36 quedan en sustancialmente la misma posición radial con referencia al eje geométrico 21 del alojamiento, aunque la superficie interna 22 y la superficie externa 24 de la porción central 30 sean desplazadas radialmente hacia afuera en distancias sustanciales. En la configuración estirada 68, la superficie superior 38 comprende en general tres superficies curvas interconectadas 61-63, siendo las superficies curas 61 y 63 cóncavas en general, mientras que la superficie curva 62, que es intermedia entre las superficies 61 y 63, es convexa en general. La configuración estirada es una función de los volúmenes relativos de la porción superior y la superior inferior no estirada de cada campana.

El alojamiento elastomérico acampanado del presente invento proporciona características de funcionamiento superiores y tiene un costo menos de fabricación de muchos alojamientos anteriormente conocidos. Los ahorros en costos se debe a que las campanas perpendiculares del presente invento son mucho más fáciles de desmoldear durante el procedimiento de fabricación. La facilidad de desmoldeo permite que las campanas del alojamiento del presente invento sean significativamente más delgadas, requiriéndose la utilización de menos material. La calidad del alojamiento es mejorada debido a que la forma moldeada más simple da como resultado una menor cantidad de defectos en las partes moldeadas.

Las características de funcionamiento son mejoradas debido a que el alojamiento elastomérico se puede conformar a irregularidades en el conjunto, particularmente si es utilizado en conjunto con un tratamiento superficial con silano y/o un material de curado a temperatura ambiente interior. El tratamiento superficial con silano y/o el material de siliconas de curado a temperatura ambiente superior actúan para pulir el alojamiento del presente invento al conjunto de modo que se impida el ingreso de humedad entre los mismos y funciona también como un lubricante y compuesto de relleno de huecos durante la inserción del módulo del pararrayos. El método del presente invento es ventajoso respecto a métodos convencionales de moldeo de un alojamiento sobre un conjunto, ya que este procedimiento de moldeo requiere compuestos de silicona de menor viscosidad para evitar el corrimiento del conjunto debido a la alta fuerza que son puestas durante el moldeo. Otros agentes de unión adecuados incluyen imprimados de silano, grasas de siliconas, pulverización de siliconas y sustancias similares, pero no prefieren sustancia que proporcionen una interfaz unida.

La capacidad para actuar bajo condiciones operativas es afectada por la calidad de interfaz entre el alojamiento y el conjunto. Una buena medida de las características de funcionamiento se puede efectuar utilizando técnicas de tensiones múltiples comúnmente aplicadas a aisladores y pararrayos poliméricos, como ser el procedimiento DY1009 en el CEI (La Empresa Eléctrica Nacional de Italia) o el procedimiento IEC1109 (1992) , de la Comisión y IEC. Se han logrado características de funcionamiento adecuado de acuerdo con el procedimiento ENEL debido solamente a la presión ejercida sobre la interfaz por el nivel de estiramiento, siempre que la interfaz esté sustancialmente exenta de aire o que las bolsas de aire sean suficientemente grandes y estén posicionadas en forma controlable de modo que se evite la creación de tensiones en el dieléctrico muy localizadas que sean inaceptables. El grado de flexibilidad del alojamiento depende del material seleccionado y del nivel de tensión anticipado. Se han demostrado características de funcionamiento adecuadas en un pararrayos que tiene una jaula de fibra de vidrio con tejido abierto lleno con aire similar al descripto en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,043.838. Se han demostrado también buenas características de funcionamiento en productos de pararrayos que utilizan una grasa de siliconas que sustancialmente desplazan el aire en la interfaz en pararrayos construidos según se ha descripto en la patente de los Estados Unidos de América no. 4,656,555 y la solicitud copendiente arriba mencionada. Las mejores características unida y la construcción de módulo de pararrayos descripta en dicha solicitud copendiente. Se ha logrado una unión adecuada usando un compuesto de siliconas neutro de curado a temperatura ambiente en la interfaz entre el alojamiento y el conjunto. Según se ha señalado arriba, este material lubrica también el alojamiento durante la colocación del alojamiento sobre el conjunto. Se ha observado mejoras adicionales cuando los módulos revestidos con resina han sido imprimados con u imprimador de base o un revestimiento de curado a temperatura ambiente interior pulverizado y curado, similar a los comúnmente utilizados para revestir aisladores cerámicos de alta tensión.

Sin bien se han ilustrado y descrito realizaciones preferida del invento, se pueden efectuar modificaciones en el mismo sin apartarse del espíritu y alcance del invento. Las realizaciones descriptas en la presente memoria descriptiva son solo a título de ejemplo, y no limitativas. Muchas variantes y modificaciones del invento y aparatos revelados en la presente memoria descriptiva son posibles y están dentro del alcance del invento. Por consiguientes, al alcance de protección no está limitado por la descripción arriba citada, sino que está solo limitado por las reivindicaciones que siguen, incluyendo este alcance todos los equivalentes materia de las reivindicaciones.

Claims (33)

REIVINDICACIONES Habiendo así especialmente descripto y determinado la naturaleza de la presente invención y la forma cómo la misma ha de ser llevada a la práctica se declara reivindicar como de propiedad y derecho exclusivo:

1.- Un alojamiento elastomérico para aparatos eléctricos, que comprende: un manguito acampanado deformable que tiene un eje geométrico central y que comprende una porción central tubular con un orificio central y una pluralidad de campanas espaciadas axialmente dispuestas desde dicha porción central; en el que dicho manguito tiene una primer configuración cuando dicha porción central no está estirada y una segunda configuración cuando dicha porción central está estirada; y en el que dichas campanas se disponen desde dicha porción central según un primer ángulo en relación a dicho eje geométrico cuando dicho manguito está en dicha primer configuración y se disponen desde dicha porción central según un segundo ángulo en relación a dicho eje geométrico cuando dicho manguito está en dicha segunda configuración.

2. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 1, en el que cuando dicho manguito está en dicha configuración, dichas campanas se disponen hacia abajo desde dicha porción central según un ángulo comprendido entre aproximadamente 10° y 45° medido desde un plano perpendicular a dicho eje geométrico.

3. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 2, en el que dichas campanas se disponen substancialmente en dirección perpendicular desde dicha porción central cuando dicho manguito está en dicha primer configuración y en el que dicho manguito adopta dicha segunda configuración cuando dicha porción central está estirada radialmente hacia afuera.

4. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 2, en el que cuando dicho manguito está en dicha primer configuración, dichas campanas incluyen una superficie superior que se une con dicha porción central en un primer resalto que tiene un radio de curvatura Rl, y una superficie inferior que se une con dicha porción central en un segundo resalto que tiene un radio de curvatura R2, y en el que Rl, es mayor que R2.

5. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 4, en el que Rl, es por lo menos el doble de R2 , cuando dicho manguito está en dicha primer configuración.

6. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 2, en el que dicho manguito tiene substancialmente el mismo diámetro exterior en dicha primer configuración y en dicha segunda configuración.

7. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 6, en el que en dicha primer configuración, dicho orificio central tiene un diámetro igual a DI, y en el que en dicha segunda configuración dicho orificio tiene diámetro igual a D2 , donde D2 , es mayor que DI .

8. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 2, en el que dichas campanas incluyen un primer extremo dispuesto en una posición radial predeterminada relativa a dicho eje geométrico y un segundo extremo vinculado a dicha porción central, y en el que cuando dicho manguito está en dicha segunda configuración, dichas campanas incluyen una superficie superior troncocónica en general y una porción convexa en dicha superficie superior entre dicho primer extremo y dicho segundo extremo.

9. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 1 en el que dichas campanas incluyen extremos dispuestos en posiciones radiales y axiales predeterminadas cuando dicho manguito está en dicha primer configuración y en el que cuando dichas campanas son deformadas a dicha segunda configuración, dichos extremos de las campanas están dispuestos en dirección axial apartándose de dicha primer posición predeterminada pero quedan en dicha primer posición radial predeterminada.

10. Un alojamiento para aparatos eléctricos que comprende: un manguito elastomérico que tiene una porción central tubular con un eje geométrico central y orificio central que tiene una pluralidad de campanas que irradian de dicha porción central;: en el que dichas campanas tienen extremos dispuestos a una distancia radial predeterminada desde dicho eje geométrico; y en el que dichas campanas incluyen una superficie que comprende un primer segmento de superficie troncocónico unido a dicha porción central en un resalto superior que tiene un radio de curvatura Rl, y un segundo segmento de superficie troncocónico unido a dicho primer segmento de superficie troncocónico en un primer punto de transición TI; y en el que dichas campanas incluyen una superficie inferior que comprende un tercer segmento de superficie troncocónico unido a dicha porción central en un resalto inferior que tiene un radio de curvatura R2, que es menor que Rl, y un cuarto segmento de superficie troncocónico unido a dicho tercer segmento de superficie troncocónico en un segundo punto de transición T2 , que es radialmente mas cercano a dicho eje geométrico que TI.

11. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 10, en el que dicho primer segmento de superficie troncocónico está ahusado hacia abajo desde dicho primer resalto superior a dicho primer punto de transición según un ángulo al y en el que dicho segundo segmento de superficie troncocónico está ahusado hacia abajo desde dicho primer punto de transición hacia dicho extremo de dicha campana según un ángulo a2 es menor que al .

12. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 11, en el que dicho tercer segmento de superficie troncocónico está ahusado hacia arriba desde dicho resalto inferior a dicho segundo punto de transición según un ángulo a3 , y en el que dicho cuarto segmento de superficie troncocónico está ahusado hacia arriba desde dicho segundo punto de transición a dicho extremo de dicha campana según un ángulo a4 que es menor que a3.

13. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 12, en el que al es por lo menos el doble de a2.

14. Un alojamiento de acuerdo ala reivindicación 12, en el que al es por lo menos igual a cuatro veces a2.

15. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 12, en el que a3 es substancialmente igual a a4.

16. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 12, en el que a2 , es por lo menos el doble de a4.

17. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 12, en el que dicho primer segmento de superficie troncocónico intersecta a dicho resalto superior en un tercer punto de transición y dicho tercer segmento de superficie troncocónica intersecta a dicho resalto inferior en un cuarto punto de transición, y en el que dicho cuarto de transición es radialmente más cercano a dicho eje geométrico que dicho tercer punto de transición.

18. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 12, en el que Rl, es por lo menos el doble de R2.

19. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 10, en el que dicho manguito es deformable de una primer configuración cuando dicha porción central no está estirada a una segunda configuración cuando dicha porción central está estirada radialmente hacia afuera, estando dichos extremos de dichas campanas más bajos cuando dicho manguito está en dicha segunda configuración en comparación a la primer configuración.

20. Un alojamiento de acuerdo a la reivindicación 19, en el que cuando dicho manguito en dicha segunda configuración, dichos extremos de dichas campanas quedan a dicha distancia radial predeterminada de dicho eje geométrico.

21. Un alojamiento elastomérico para aparatos eléctricos que comprende: un manguito acampanado deformable que tiene un eje geométrico central y que comprende una porción central tubular con un orificio central que tiene un diámetro interior y una pluralidad de campanas espaciadas axialmente que tienen una superficie superior y una superficie inferior y que irradian de dicha porción central en una primer configuración; estando dichos manguitos configurados de modo que el estiramiento de dicha porción central para aumentar dicho diámetro interior hace que dichas campanas se deformen a una segunda configuración en el que dichas campanas adoptan una posición dispuesta hacia abajo y dicha superficie de dichas campanas es troncocónica en general.

22. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 21, en el que en dicha primer configuración cada campana es substancialmente perpendicular a dicho eje geométrico.

23. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 21, en el que cuando dicho manguito está en dicha configuración, cada una de dichas superficies, superior e inferior, incluye por lo menos una porción troncocónica.

24. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 23, en el que cuando dicho manguito está en dicha primer configuración, dicha porción troncocónica intersecta un plano perpendicular a dicho eje geométrico según un ángulo de aproximadamente 2,5°.

25. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 23, en el que cada una de dichas superficies, superior e inferior, incluye dos porciones troncocónicas concéntricas.

26. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 25, en el que cuando dicho manguito está en su primer configuración, dicha porción troncocónica intersecta un plano perpendicular a dicho eje geométrico según un ángulo de menos de aproximadamente 2,5°.

27. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 21, en el que cuando dicho manguito está en dicha primer configuración, dicha superficie superior intersecta a dicha porción central en un primer resalto que tiene un radio de curvatura Rl, y dicha superficie inferior intersecta a dicha porción central en un resalto inferior que tiene un radio igual a R2, y en el que Rl es mayor que R2.

28. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 27, en el que Rl es por lo menos igual 2 x R2.

29. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 28, en el que cada una de dichas superficies, superior e inferior, incluye una primer porción troncocónica, intersectando dicha primer porción troncocónica superior a dicho primer resalto en un primer punto de transición superior e intersectando dicha primer porción troncocónica a dicho segundo resalto e un primer punto de transición inferior, estando dicho primer punto de transición superior a una distancia radial mayor de dicho eje geométrico que dicho primer punto de transición inferior.

30. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 29, en el que cada una de dicha superficies, superior e inferior, incluye además una segunda porción troncocónica, intersectando dicha segunda troncocónica superior a dicha primer porción troncocónica superior en un segundo punto de transición superior e intersectando dicha segunda porción troncocónica inferior a dicha primer porción troncocónica inferior en un segundo punto de transición inferior, estando dicho segundo punto de transición superior a una distancia radial mayor de dicho eje geométrico que dicho segundo punto de transición inferior.

31. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 21, en el que cada campana tiene una superficie superior y una superficie inferior, y en el que cuando dicho manguito está en dicha segunda configuración, dicha superficie superior incluye una primer porción circunferencialmente cóncava y una segunda porción circunferencialmente cóncava y una primer porción circunferencialmente convexa entre las mismas .

32. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 21, en el que dicha campanas comprenden elementos dispuestos radialmente que tiene bordes externos, disminuyendo dichos elementos dispuestos radialmente de espesor hacia sus bordes externos.

33. Un alojamiento elastomérico de acuerdo a la reivindicación 32, en el que en dicha primer configuración y en dicha segunda configuración dichos bordes externos de dichas campanas quedan a substancialmente la misma posición radial en relación a dicho eje geométrico.-