Dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones de una pieza eléctricamente aislante y procedimiento de fabricación de un dispositivo de ese tipo.

Pieza (1) eléctricamente aislante, para instalación eléctrica formada en un material compuesto caracterizadaporque comprende un dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones de dicha pieza (1),

comprendiendodicho dispositivo una fibra óptica (2, 31) en la que está formada al menos una primera red (21, 32) de Bragg, siendorealizada la pieza eléctricamente aislante en un material compuesto de matriz termoestable, comprendiendo la fibraóptica una funda (14) de protección mecánica en un material de poliimida, y estando recubierta la fibra óptica de unrevestimiento (13, 35) que comprende al menos un compuesto de la matriz termoestable.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2008/000690.

Solicitante: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 35 RUE JOSEPH MONIER 92500 RUEIL-MALMAISON FRANCIA.

Inventor/es: OHL,BRIGITTE, AYMAMI,JOAN, TEYSSIER,SYLVIE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01B11/16 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01B MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES ANALOGAS; MEDIDA DE ANGULOS; MEDIDA DE AREAS; MEDIDA DE IRREGULARIDADES DE SUPERFICIES O CONTORNOS.G01B 11/00 Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización de medios ópticos (instrumentos de los tipos cubiertos por el grupo G01B 9/00 en sí G01B 9/00). › para la medida de la deformación de un sólido, p. ej. galga extensiométrica óptica.
  • G01D5/353 G01 […] › G01D MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; DISPOSICIONES PARA LA MEDIDA DE DOS O MAS VARIABLES NO CUBIERTAS POR OTRA UNICA SUBCLASE; APARATOS CONTADORES DE TARIFA; DISPOSICIONES PARA TRANSFERENCIA O TRANSDUCTORES NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; MEDIDAS O ENSAYOS NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.G01D 5/00 Medios mecánicos para la transferencia de la magnitud de salida de un elemento sensor; Medios para la conversión de la magnitud de salida de un elemento sensor en otra variable, en los que la forma o naturaleza del elemento sensor no determinan los medios de conversión; Transductores no especialmente adaptados a una variable específica (G01D 3/00 tiene prioridad; especialmente adaptados para aparatos que dan resultados distintos al valor instantáneo de una variable G01D 1/00). › que influyen en las propiedades de transmisión de una fibra óptica.
  • G01L1/24 G01 […] › G01L MEDIDA DE FUERZAS, TENSIONES, PARES, TRABAJO, POTENCIA MECANICA, RENDIMIENTO MECANICO O DE LA PRESION DE LOS FLUIDOS (pesado G01G). › G01L 1/00 Medida de fuerzas o tensiones, en general (medida de la fuerza producida por un choque G01L 5/00). › midiendo las variaciones de las propiedades ópticas del material cuando está sometido a una sujeción, p. ej. por el análisis de la incitación por fotoelasticidad.

PDF original: ES-2433724_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones de una pieza eléctricamente aislante y procedimiento de fabricación de un dispositivo de ese tipo Campo técnico de la invención La presente invención se refiere al campo de los dispositivos de supervisión de las deformaciones de una estructura mecánica.

La invención se refiere más particularmente a un dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones de una pieza eléctricamente aislante para una instalación eléctrica, comprendiendo dicho dispositivo una fibra óptica en la que está formada al menos una primera red de Bragg.

La invención se refiere igualmente a una pieza eléctricamente aislante para una instalación eléctrica formada con un material compuesto, tal como un recinto eléctricamente aislante destinado a recibir unos componentes eléctricos.

La invención se refiere igualmente a un procedimiento de fabricación de un dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones de una pieza eléctricamente aislante para una instalación eléctrica.

Estado de la técnica

Es conocida la utilización de fibras ópticas que incluyan unas redes de Bragg incorporándolas en una estructura mecánica con el fin de medir o de detectar unas deformaciones de esta estructura. La red de Bragg está generalmente grabada sobre la fibra óptica y presenta un motivo periódico reproducido con un cierto paso que permite definir una longitud de onda característica de dicha red. El envío de una señal luminosa incidente en esta fibra óptica engendra unas reflexiones múltiples mediante los motivos de la red de Bragg, y en ausencia de deformación de esta red, la señal reflejada presenta una longitud de onda sensiblemente igual a la longitud de onda característica de la red. Cualquier deformación de la parte de la fibra óptica que incluye la red de Bragg, tal como una dilatación o una contracción, engendra una variación de la longitud de onda de la señal reflejada que es representativa de esta deformación. De ese modo, una parte de la fibra óptica que comprende una red de Bragg se puede insertar en una estructura mecánica para medir, detectar o supervisar cualquier deformación de esta estructura. Una particularidad de las redes de Bragg grabadas en las fibras ópticas es que son muy sensibles a las menores deformaciones que tengan una amplitud inferior al angstrom.

La solicitud de Patente Francesa FR2791768 describe un dispositivo de este tipo que comprende una red de Bragg para medir las deformaciones de la estructura a supervisar, así como los medios realizados para integrar este dispositivo y hacerle solidario con la estructura a supervisar.

Las piezas eléctricamente aislantes utilizadas en las instalaciones eléctricas, tales como unas cajas o unos depósitos destinados a recibir unos componentes eléctricos, pueden estar sometidas a unas solicitaciones mecánicas. A modo de ejemplo, estas solicitaciones mecánicas pueden ser generadas por unas variaciones de presión de un gas de corte. Estas solicitaciones mecánicas pueden ser generadas igualmente por una plastificación del material eléctricamente aislante a causa, por ejemplo, de una fuerte tasa de humedad ambiente.

Las piezas eléctricamente aislantes utilizadas en las instalaciones eléctricas pueden estar sometidas también a unas variaciones de temperatura, por ejemplo calentamientos por los componentes eléctricos de la instalación o incluso unas variaciones de las condiciones medioambientales.

Las piezas eléctricamente aislantes utilizadas en las instalaciones eléctricas, tales como unas cajas o depósitos destinados a recibir unos componentes eléctricos, están fabricados generalmente en un material compuesto de matriz termoestable. El material de estas piezas es sensible generalmente a las variaciones de temperatura, lo que puede generar unas deformaciones que conducen a unos daños que pudieran ser perjudiciales para el buen funcionamiento de las instalaciones. Además, el material de estas piezas eléctricamente aislantes presenta una temperatura de transición vítrea que puede, en ciertas condiciones, estar próxima a la zona de temperaturas de utilización.

Un objeto de la presente invención es por lo tanto supervisar las deformaciones de estas piezas eléctricamente aislantes, tal como unas cajas o unos depósitos destinados a recibir unos componentes eléctricos, con el fin de prevenir cualquier riesgo de daño perjudicial a la instalación. Un problema técnico es la realización de un dispositivo de supervisión que utilice una fibra óptica en un material compuesto cuya matriz puede presentar una temperatura de transición vítrea próxima a la temperatura de utilización. Otro problema técnico es el de la integración de un dispositivo de este tipo en una pieza eléctricamente aislante durante un proceso de moldeado acompañado frecuentemente por reacciones exotérmicas.

Exposición de la invención La invención tiene por objeto resolver los problemas técnicos de los dispositivos de la técnica anterior proponiendo un dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones de una pieza eléctricamente aislante para una

instalación eléctrica, comprendiendo dicho dispositivo una fibra óptica en la que está formada al menos una primera red de Bragg.

En el dispositivo de supervisión según la invención, la pieza eléctricamente aislante se realiza en un material compuesto de matriz termoestable, comprendiendo la fibra óptica una funda de protección mecánica en material de poliimida y la fibra óptica está recubierta de un revestimiento que comprende al menos un compuesto de matriz termoestable.

Preferentemente, el revestimiento es esencialmente de la misma composición que la matriz termoestable de la pieza eléctricamente aislante.

Según un modo de realización, la matriz termoestable comprende al menos un compuesto elegido entre los epoxi, los poliuretanos, los fenólicos y los poliésteres insaturados. Preferentemente, la matriz termoestable comprende esencialmente un compuesto elegido entre el epoxi, el poliuretano y un poliéster insaturado.

Según un modo de realización preferido, la fibra óptica comprende una parte en la que está formada una segunda red de Bragg, estando dicha parte aislada mecánicamente de la pieza eléctricamente aislante. Preferentemente, la parte de la fibra en la que está formada la segunda red de Bragg está recubierta de una capa de elastómero. Ventajosamente, la capa en elastómero presenta un grosor comprendido entre 0, 05 y 0, 7 veces el diámetro de la fibra óptica.

La invención se refiere igualmente a una pieza eléctricamente aislante para instalación eléctrica formada de un material compuesto en el que el dispositivo de supervisión descrito anteriormente esté integrado en dicha pieza.

La invención se refiere igualmente, a un recinto eléctricamente aislante, destinado a recibir unos componentes eléctricos, formado de un material compuesto en el que el dispositivo de supervisión descrito anteriormente está integrado en dicho recinto.

La invención se refiere igualmente a un procedimiento de fabricación de un dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones de una pieza eléctricamente aislante para instalación eléctrica, comprendiendo dicho procedimiento:

-una etapa de revestimiento de una fibra óptica en la que está formada al menos una primera red de Bragg

mediante una composición de revestimiento que comprende al menos un compuesto de la matriz termoestable de la pieza eléctricamente aislante,

-una colocación de una parte de la fibra óptica en la que está formada al menos una primera red de Bragg en un molde para formar la pieza eléctricamente aislante, y

-el moldeo de la pieza eléctricamente aislante.

Preferentemente, la composición de revestimiento está constituida esencialmente por los compuestos de la matriz termoestable de la pieza eléctricamente aislante.

Según un modo de realización del procedimiento de la invención, la etapa de revestimiento comprende:

-un tratamiento superficial,

-la aplicación de un agente promotor de la adhesión,

-una inmersión en el material de revestimiento, y

-una etapa de curado de dicho material de revestimiento.

Según un modo de realización, el procedimiento comprende una etapa de revestimiento previo de una parte de la fibra, en la que está formada una segunda red de Bragg, mediante una capa de elastómero. Preferentemente, la etapa de revestimiento previo comprende:

-un tratamiento superficial,

-la aplicación de un agente promotor de la adhesión,

-una inmersión en el material de revestimiento, y

-una etapa de curado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Pieza (1) eléctricamente aislante, para instalación eléctrica formada en un material compuesto caracterizada porque comprende un dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones de dicha pieza (1) , comprendiendo dicho dispositivo una fibra óptica (2, 31) en la que está formada al menos una primera red (21, 32) de Bragg, siendo realizada la pieza eléctricamente aislante en un material compuesto de matriz termoestable, comprendiendo la fibra óptica una funda (14) de protección mecánica en un material de poliimida, y estando recubierta la fibra óptica de un revestimiento (13, 35) que comprende al menos un compuesto de la matriz termoestable.

2. Pieza eléctricamente aislante según la reivindicación 1, caracterizada porque el revestimiento (13, 35) es esencialmente de la misma composición de la matriz termoestable de la pieza eléctricamente aislante.

3. Pieza eléctricamente aislante según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque la matriz termoestable comprende al menos un compuesto elegido entre los epoxi, los poliuretanos, los fenólicos y los poliésteres insaturados.

4. Pieza eléctricamente aislante según la reivindicación 3, caracterizada porque la matriz termoestable comprende esencialmente un compuesto elegido entre el epoxi, el poliuretano y un poliéster insaturado.

5. Pieza eléctricamente aislante según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la fibra óptica (2, 31) comprende una parte en la que está formada una segunda red (33) de Bragg, estando dicha parte, aislada mecánicamente de la pieza eléctricamente aislante.

6. Pieza eléctricamente aislante según la reivindicación 5, caracterizada porque la parte de la fibra en la que está formada la segunda red de Bragg está recubierta de una capa (34) de elastómero.

7. Pieza eléctricamente aislante según la reivindicación 6, caracterizada porque la capa (34) de elastómero presenta un grosor comprendido entre 0, 05 y 0, 7 veces el diámetro de la fibra óptica.

8. Pieza eléctricamente aislante según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque está integrada en un recinto eléctricamente aislante, destinado a recibir unos componentes eléctricos.

9. Procedimiento de fabricación de una pieza eléctricamente aislante para instalación eléctrica formada en un material compuesto que comprende un dispositivo integrado de supervisión de las deformaciones, comprendiendo dicho procedimiento:

- una etapa (101) de revestimiento de una fibra óptica en la que está formada al menos una primera red de Bragg mediante una composición de revestimiento que comprende al menos un compuesto de la matriz termoestable de la pieza eléctricamente aislante, -una colocación (102) de una parte de la fibra óptica en un molde para formar la pieza eléctricamente aislante, y -el moldeo (103) de la pieza eléctricamente aislante.

10. Procedimiento según la reivindicación 9 caracterizado porque la composición de revestimiento está constituida esencialmente por los compuestos de la matriz termoestable de la pieza eléctricamente aislante.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 o 10 caracterizado porque la etapa de revestimiento comprende:

- un tratamiento (111) superficial, -la aplicación (112) de un agente promotor de la adhesión, -una inmersión (113) en el material de revestimiento, y -una etapa (114) de curado de dicho material de revestimiento.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque comprende una etapa (104) de revestimiento previo de una parte de la fibra, en la que está formada una segunda red de Bragg, mediante una capa de elastómero.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la etapa (104) de revestimiento previo comprende:

- un tratamiento (121) superficial, -la aplicación (122) de un agente promotor de la adhesión, -una inmersión (123) en el material de revestimiento, y -una etapa (124) de curado de dicho material de revestimiento.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la etapa de revestimiento previo comprende un enmascaramiento (120) inicial de al menos una parte de la fibra óptica en la que está formada la primera red de Bragg.


 

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