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Title:
MESSENGER WIRE FOR POWER DISTRIBUTION LINES AND PROCESS FOR FORMING A MESSENGER WIRE FOR POWER DISTRIBUTION LINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/053616
Kind Code:
A1
Abstract:
The messenger wire comprises a tubular metal element (10), which is surrounded by metal strands (20) arranged in a spiral configuration and internally houses at least one optical fibre (30). The messenger wire further comprises at least one tubular electrical insulating element (40), which surrounds at least one optical fibre (30) and is internal to the tubular metal element (10). The process of forming the messenger wire involves gradually and continuously forming, around the optical fibre (30), the tubular electrical insulating element (40), around which the tubular metal element (10) is formed, which is to be surrounded by the metal strands (20).

Inventors:
TIEMY YOSHIDA FERNANDA (BR)
TADASHI TANAKA RICARDO (BR)
Application Number:
PCT/BR2017/050278
Publication Date:
March 29, 2018
Filing Date:
September 22, 2017
Export Citation:
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Assignee:
FURUKAWA IND S A PRODUTOS ELETRICOS (BR)
International Classes:
G02B6/44; H01B5/10; H01B7/18; H01B9/00; H01B11/22
Foreign References:
EP2520962A12012-11-07
US4723832A1988-02-09
US5325457A1994-06-28
US8909012B22014-12-09
US9530541B22016-12-27
Attorney, Agent or Firm:
COSTA DE MENEZES E GONÇALVES, Márcio et al. (BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

1. Cabo mensageiro para linhas de distribuição de energia, para suportar, por suspensão e com certo distanciamento, cabos de linhas aéreas de distribuição de energia e compreendendo um elemento tubular metálico (10) envolvido, externamente, ao longo de seu comprimento, por uma pluralidade de fios metálicos (20) arranjados em configuração helicoidal, dito elemento tubular metálico (10) alojando, internamente, pelo menos uma fibra óptica (30), sendo o cabo mensageiro (CM) caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um elemento tubular isolante elétrico (40) envolvendo pelo menos uma fibra óptica (30), internamente ao elemento tubular metálico (10) .

2. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o elemento tubular metálico (10) ser assentado em torno do elemento tubular isolante elétrico (40) .

3. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de o elemento tubular metálico (10) ser formado em qualquer dos materiais selecionados dentre aço inoxidável e alumínio.

4. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de o elemento tubular isolante elétrico (40) ser em material polimérico.

5. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de os fios metálicos (20) serem formados em qualquer dos materiais selecionados dentre alumínio, alumínio- liga , aço-alumínio e/ou aço galvanizado.

6. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o elemento tubular isolante elétrico (40) alojar ainda um elemento de bloqueio contra penetração de umidade (EB) .

7. Cabo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o elemento de bloqueio contra a penetração de umidade (EB) ser definido por pelo menos um fio e/ou fita (50) impregnado por partículas em forma de pó absorvedor de umidade .

8. Cabo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o elemento de bloqueio contra a penetração de umidade (EB) ser definido por um preenchimento de composto em forma de geleia ou graxa de petróleo (60) .

9. Processo de formação de cabo mensageiro para linhas de distribuição de energia para suportar, por suspensão e com certo distanciamento, cabos de linhas aéreas de distribuição de energia e compreendendo um elemento tubular metálico (10) envolvido, externamente, ao longo de seu comprimento, por uma pluralidade de fios metálicos (20) arranjados em configuração helicoidal, dito elemento tubular metálico (10) alojando, internamente, um conjunto de fibras ópticas (30), sendo o processo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: formar, progressiva e continuamente, em torno de uma extensão de pelo menos uma fibra óptica (30), um elemento tubular isolante elétrico (40) ;

- formar, progressiva e continuamente, em torno do elemento tubular isolante elétrico (40) , um elemento tubular metálico (10) ; e

- envolver, progressiva e continuamente, o elemento tubular metálico (10) com a pluralidade de fios metálicos (20) arranjados em configuração helicoidal.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o elemento tubular metálico (10) ser assentado em torno do elemento tubular isolante elétrico (40) .

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de o elemento tubular metálico (10) ser formado em qualquer dos materiais selecionados dentre aço inoxidável e alumínio.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de o elemento tubular isolante elétrico (40) ser em material polimérico.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado pelo fato de os fios metálicos (20) serem formados em qualquer dos materiais selecionados dentre alumínio, alumínio- liga , aço-alumínio e/ou aço galvanizado.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de a etapa de formação do elemento tubular isolante elétrico (40) ser feita em torno de uma extensão da pelo menos uma fibra óptica (30) e de um elemento de bloqueio contra a penetração de umidade (EB) .

Description:
CABO MENSAGEIRO PARA LINHAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA E PROCESSO DE FORMAÇÃO DE CABO MENSAGEIRO PARA LINHAS DE

DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA

Campo da invenção

[001] Define-se genericamente como "Linha de Distribuição de Energia" toda a infraestrutura de postes, cabos e equipamentos construída e mantida por uma empresa do setor elétrico e que tem como objetivo distribuir a energia elétrica para os consumidores finais em redes rurais ou urbanas, em diferentes Classes de Tensão. Neste contexto, refere-se a presente invenção a um cabo do tipo mensageiro, ou seja, que suporta o peso de outros cabos ou elementos típicos de uma linha de distribuição de energia, sendo que, de acordo com a presente invenção, este novo cabo mensageiro, além de possuir todas as qualidades e características necessárias ã sua função como mensageiro de linhas de distribuição de energia, também possuirá em seu interior fibras ópticas, que provêem utilização inédita para o produto, qual seja, a capacidade de também servir como meio físico de comunicação entre componentes da rede de distribuição de energia. A invenção diz respeito ainda a um processo para formação do referido cabo mensageiro.

Estado da técnica

[002] São bem conhecidas da técnica diferentes construções para os cabos mensageiros utilizados para suportar cabos aéreos de distribuição de energia em média (13,8 kV a 35 kV) e baixa tensão (110/220/380 V) , particularmente no vão entre dois postes de sustentação consecutivos em redes elétricas rurais e urbanas.

[003] Esses conhecidos cabos mensageiros são geralmente formados por uma pluralidade de fios metálicos estruturais encordoados, em uma configuração helicoidal, em torno de um fio metálico central, para definirem um cabo capaz de sustentar o peso de cabos e elementos de distribuição de energia, nos vãos definidos entre cada dois postes consecutivos .

[004] Um arranjo típico em redes de distribuição de energia, mas não único, é o utilizado na chamada "Rede de Distribuição Compacta" , onde os cabos efetivos do sistema (Fases) são distribuídos longitudinalmente em espaçamentos regulares ao longo do vão entre postes consecutivos, sendo sustentados por suportes dielétricos (isolantes) . Neste caso, um cabo Mensageiro é utilizado para suportar o peso de todo esse conjunto ao longo do(s) vão(s) entre postes, através da fixação dos suportes dielétricos ao cabo Mensageiro. A grande inovação deste trabalho refere- se ao fato de que este novo cabo mensageiro possuirá em seu interior Fibras Ópticas para comunicação, desta forma aumentando a confiabilidade do sistema de automação e telecomunicações, além de evitar um grande problema das redes de distribuição de energia atuais, qual seja, a necessidade de se instalar cabos de fibras ópticas adicionais ã toda a infraestrutura já existente nos postes, ocupando maior espaço na já excessivamente congestionada rede aérea de distribuição de energia e telecomunicações, principalmente nos grandes centros urbanos , .

[005] Outro inconveniente relacionado ãs instalações aéreas mistas (cabos da rede de distribuição de energia e cabos de comunicação ópticos ou metálicos independentes compartilhando espaço no posteamento) acima mencionadas resulta do fato de ser exigido um distanciamento mínimo entre os cabos energizados e os cabos de telecomunicações. Mesmo respeitando- se as normas de distanciamento, podem surgir situações em que a linha de distribuição energizada deve ser desligada para permitir trabalhos de instalação e manutenção de cabos ópticos e metálicos de telecomunicações, o que acaba por interferir também com a rotina dos consumidores finais.

[006] Apesar de ser conhecido o aproveitamento de um cabo carregar, em sua região interna, um núcleo de fibra óptica contendo múltiplas fibras, como ocorre no cabo óptico e elétrico descrito na patente US 6.859.590 BI, essa montagem mantém cabos condutores elétricos dispostos em configuração helicoidal em torno do cabo com fibras ópticas, não havendo nesse caso, nenhuma preocupação em permitir que as fibras ópticas possam ser trabalhadas por um operador, em serviços de manutenção e/ou instalação, com os cabos condutores elétricos energizados. Nesse caso, os cabos elétricos têm que ser necessariamente desenergizados para que possa ser feito, com segurança, qualquer trabalho nas fibras ópticas.

[007] Nenhuma das soluções conhecidas permite a utilização de um cabo mensageiro contendo, simultaneamente, pelo menos um núcleo óptico e pelo menos um cabo de distribuição elétrica e ainda a segura manutenção ou o seguro manuseio das fibras ópticas por um operador, com pelo menos um cabo de distribuição elétrica permanecendo energizado. Além disso, nenhuma invenção atualmente conhecida é aplicada para área de média/alta tensão da rede de distribuição.

Sumário da invenção

[008] Em função das limitações e inconvenientes das conhecidas montagens de cabos elétricos contendo fibras ópticas, é um objetivo da presente invenção prover um tal tipo de cabo mensageiro, dispensando a instalação de um cabo óptico adicional a rede de distribuição, acarretando os problemas já supracitados.

[009] A construção objeto da presente invenção utiliza um cabo mensageiro para linhas de distribuição de energia, compreendendo um elemento tubular metálico envolvido por uma pluralidade de fios metálicos arranjados em configuração helicoidal e alojando, internamente, núcleos de fibra óptica.

[0010] De acordo com a invenção, o cabo mensageiro compreende ainda pelo menos um elemento tubular isolante elétrico que envolve as fibras ópticas, e que está internamente ao elemento tubular metálico.

[0011] O processo de formação do referido cabo mensageiro compreende uma etapa de formar, progressiva e continuamente, em torno de pelo menos uma fibra óptica, um elemento tubular isolante elétrico, em torno do qual é então formado, progressiva e continuamente, o elemento tubular metálico a ser subsequentemente envolvido com a pluralidade de fios metálicos .

[0012] Como pode ser observado, pela definição sucinta acima apresentada, a construção de cabo mensageiro em questão permite que ele apresente, simultaneamente, a função de elemento de suporte para cabos elétricos e ainda a função de cabo de telecomunicação e automação da rede, tornando possível operações de manutenção das fibras ópticas com os cabos aéreos de distribuição de energia suspensos pelo cabo mensageiro sendo mantidos energizados, sem provocar riscos ao operador das fibras ópticas.

Breve descrição dos desenhos [0013] A invenção será descrita a seguir, fazendo-se referências aos desenhos anexos, dados apenas a título exemplificativo e nos quais:

[0014] A figura 1 representa uma vista lateral de uma extensão do cabo mensageiro da invenção, com um dos extremos parcial e progressivamente cortado para ilustrar o posicionamento relativo de suas partes componente;

[0015] A figura 2 representa uma vista em corte transversal do cabo mensageiro da figura 1, segundo uma primeira configuração construtiva; e

[0016] A figura 3 representa uma vista em corte transversal do cabo mensageiro da figura 1, segundo uma segunda configuração construtiva.

Descrição da invenção

[0017] Conforme já mencionado e ilustrado nos desenhos anexos, o cabo mensageiro CM para linhas de distribuição de energia, do tipo utilizado para suportar, por suspensão e com certo distanciamento através de suportes adequados e bem conhecidos da técnica, múltiplos cabos de linhas aéreas de distribuição de energia, não ilustrados, por não fazerem parte da presente invenção.

[0018] Essa conhecida construção de cabo mensageiro CM compreende um elemento tubular metálico 10 formado em qualquer um dos materiais selecionados dentre alumínio e aço inoxidável e que é envolvido, externamente, ao longo de seu comprimento, por uma pluralidade de fios metálicos 20, preferivelmente formados em qualquer um dos elementos selecionados dentre alumínio, alumínio- liga , aço-alumínio e/ou aço galvanizado, arranjados em configuração helicoidal, dito elemento tubular metálico 10 alojando, internamente, pelo menos uma fibra óptica 30.

[0019] Nas figuras 2 e 3 os fios metálicos 20 podem ser individualmente formados de qualquer um dos materiais do grupo acima citado.

[0020] De acordo com a invenção, o cabo mensageiro CM compreende pelo menos um elemento tubular isolante elétrico 40, preferivelmente em material polimérico adequado, tal como um plástico extrudável envolvendo pelo menos uma fibra óptica 30, internamente ao elemento tubular metálico 10.

[0021] A produção do cabo mensageiro CM em questão compreende formar, progressiva e continuamente, em torno de uma extensão pelo menos uma fibra óptica 30, o elemento tubular isolante elétrico 40, tal como acima definido, sendo que, em torno do elemento tubular isolante elétrico 40 é então progressiva e continuamente formado o elemento tubular metálico 10.

[0022] Após a formação do núcleo definido pelo elemento tubular metálico 10, pelo elemento tubular isolante elétrico 40 e por pelo menos uma fibra óptica 30, o elemento tubular metálico 10 é progressiva e continuamente envolvido com a pluralidade de fios metálicos 20, arranjados em configuração helicoidal .

[0023] Na forma construtiva preferida e ilustrada nos desenhos, o elemento tubular metálico 10 é assentado diretamente em torno do elemento tubular isolante elétrico 40, dentro do qual deverá ser provido um elemento de bloqueio contra a penetração de umidade EB e que pode ser definido por um preenchimento de composto em forma de geleia ou graxa de petróleo 60 (ilustrado na figura 3) ou ainda por pelo menos um fio e/ou fita 50 (ilustrado na figura 2) impregnado por partículas em forma de pó absorvedor de umidade (fios ou fitas WTB - "Water Blocking" ) , formando uma barreira contra penetração da umidade.

[0024] Apesar de ter sido ilustrada apenas uma forma preferida de realização da invenção, deve ser entendido que poderão ser feitas alterações na configuração dos elementos envolvidos, sem que se fuja do conceito inventivo definido nas reivindicações que acompanham o presente relatório.