(19) |
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(11) |
EP 0 275 772 B1 |
(12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
(45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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05.09.1990 Bulletin 1990/36 |
(22) |
Date de dépôt: 18.12.1987 |
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(54) |
Boîtier de dispositif électrique, notamment de parafoudre, incluant une enveloppe
isolante moulée
Gehäuse für elektrische Vorrichtung, insbesondere für Überspannungsableiter, mit einer
isolierenden Formumhüllung
Housing for an electric device, particularly for a surge arrester, comprising an insulating
moulded envelope
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(84) |
Etats contractants désignés: |
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AT BE CH DE ES FR GB GR IT LI LU NL SE |
(30) |
Priorité: |
23.12.1986 CA 526139
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(43) |
Date de publication de la demande: |
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27.07.1988 Bulletin 1988/30 |
(73) |
Titulaire: HYDRO-QUEBEC |
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Montreal,
Québec H2Z 1A4 (CA) |
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(72) |
Inventeurs: |
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- St-Jean, Guy
Longueil
(Quebec) J4H 3X3 (CA)
- Hamel, André
Boucherville(Quebec) J4B 6G7 (CA)
- Bourdages, Michel
Boucherville(Quebec) J4B 2M9 (CA)
- Dumont, Daniel
Laval(Quebec) H7M 3V2 (CA)
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(74) |
Mandataire: Obolensky, Michel et al |
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c/o CABINET LAVOIX
2, place d'Estienne d'Orves 75441 Paris Cédex 09 75441 Paris Cédex 09 (FR) |
(56) |
Documents cités: :
DE-A- 3 426 054 US-A- 4 424 547
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DE-A- 3 511 084 US-A- 4 484 247
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Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention concerne un boîtier de dispositif électrique du type comportant
une enveloppe externe constituée d'un matériau isolant moulé. La présente invention
concerne plus particulièrement mais non exclusivement un boîtier cylindrique de parafoudre
de ce type.
[0002] Il est à noter que dans la présente divulgation et dans les revendications annexées,
les termes tels que " isolant" et " isolation" se rapportent à l'isolation électrique
entre des pièces conductrices d'électricité sous tension ou mises à la terre.
[0003] Le parafoudre est un dispositif électrique que l'on raccorde en parallèle avec un
autre appareil électrique et qui a pour fonction de réduire les surtensions pouvant
se produire aux bornes de ce dernier. Le parafoudre permet donc de réduire le niveau
d'isolation de l'appareil électrique et par conséquent son coût de production. Plus
spécifiquement, le parafoudre est normalement un circuit ouvert qui devient un circuit
fermé parallèle à l'appareil protégé dès qu'une surtension significative apparaît
aux bornes de celui-ci.
[0004] Les parafoudres présentement disponibles sur le marché et qui sont utilisés en réseaux
de transport ou de distribution d'énergie électrique sont en grande majorité constitués
d'une enveloppe de porcelaine ayant l'aspect général d'un tube cylindrique quelquefois
fermé à une extrémité et qui comporte en son intérieur une colonne de varistances
sous forme de pastilles. Il est bien connu que les varistances sont des éléments actifs
électriquement constitués d'oxyde de métal ou encore de carbure de silicium, et dont
l'impédance varie non-linéairement sous l'effet d'une surtension de façon à fournir
une protection adéquate. Lorsqu'un parafoudre subit un défaut interne, les varistances
sont court-circui- tées en permanence et il en résulte un arc électrique à l'intérieur
de l'enveloppe qui génère des surpressions explosives ainsi que des températures excédant
le point de fusion de tous les métaux connus. Afin d'éviter l'explosion des enveloppes
de parafoudre suite à un court-circuit interne, des limiteurs de pressions ont été
conçus dans le passé, lesquels transfèrent l'arc électrique à l'extérieur à l'aide
de diaphragmes et de tuyères d'orientation des gaz chauds, de façon à éliminer les
surpressions internes.
[0005] Evidemment, ces mécanismes limiteurs de pression doivent être montés sur une enveloppe
de porcelaine, ce qui contribue à les rendre onéreux. En effet, les enveloppes de
porcelaine utilisées exclusivement jusqu'à maintenant dans la construction de parafoudres
ne peuvent pas tolérer, à coût modéré, les tensions mécaniques requises pour de tels
mécanismes limiteurs de pression. C'est pourquoi, on retrouve surtout ces mécanismes
dans les parafoudres de postes de transport à haute tension, de tels parafoudres ayant
actuellement un coût unitaire dix fois supérieur à celui des parafoudres de distribution
utilisés aux tensions inférieures à 35 kV.
[0006] Ainsi, comme les parafoudres présentement utilisés en réseau de distribution ne sont
pas munis des mécanismes limiteurs de pression, ils risquent d'exploser suite à une
surpression interne. Cependant, leur coût demeure inférieur au coût comparatif de
l'augmention du niveau d'isolation de l'appareil à protéger. Ce ne serait toutefois
plus le cas advenant une multiplication par dix de leur coût pour les rendre non explosifs.
Donc, les parafoudres non explosifs conventionnels ne sont pas rentables à l'heure
actuelle en réseau de distribution.
[0007] Un autre inconvénient des parafoudres de distribution existants est que, dans la
majorité des cas, ils sont soutenus mécaniquement par une bande métallique qui encercle
leur enveloppe de porcelaine près de son centre et qui est raccordée à une structure
mécanique de support qui est souvent électriquement mise à la terre. Ce type de conception
a pour conséquence un allongement exagéré de l'enveloppe de porcelaine dans le seul
but de distancer les deux extrémités électriques du parafoudre de la bande métallique
de support afin d'obtenir une isolation électrique adéquate entre cette bande de support
et les deux extrémités électriques du parafoudre. Ceci contribue évidemment à augmenter
le coût d'un parafoudre de ce type.
[0008] Une autre limitation des parafoudres de distribution conventionnels est leur mauvaise
étanchéité à l'humidité. Evidemment, on ne peut, pour augmenter la pression appliquée
sur les joints d'étanchéité, employer les mêmes types d'ancrages à forte tension mécanique
adaptés à la porcelaine et utilisés dans les parafoudres de postes à haute tension
à cause à leur coût prohibitif.
[0009] Durant les dernières années, de nombreux isolants synthétiques utilisant des agrégats
et un liant de type époxy, polymérique ou autre ont produit des caractéristiques diélectriques
comparables à celle de la porcelaine. Ceux-ci possèdent en outre deux avantages indiscutables
sur la porcelaine, soit la capacité de tenir une tension mécanique très élevée voisine
de celle du béton, ainsi que la capacité d'être moulés sur des pièces métalliques
ou autre.
[0010] La présente invention propose donc de remplacer l'usage de la porcelaine, qui présente
les différents inconvénients discutés ci-dessus, notamment mais non exclusivement
par l'usage d'un isolant synthétique du type décrit ci-dessus dans la fabrication
d'une enveloppe isolante moulée pour parafoudre, et de manière plus générale dans
la fabrication d'une enveloppe isolante moulée pour dispositif électrique.
[0011] Plus spécifiquement, la présente invention concerne un boîtier de dispositif électrique,
comprenant:
une enveloppe externe;
une chemise interne constituée d'un matériau non conducteur d'électricité qui présente
une étanchéité à l'humidité et qui assure une protection contre le bris de l'enveloppe
externe par choc thermique causé par de la chaleur produite à l'intérieur du boîtier;
et
des moyens d'ancrage pour fixer le boîtier sur un support mécanique.
[0012] L'enveloppe est constituée d'un matériau isolant capable de tenir une tension mécanique
élevée, et moulée sur la chemise interne et autour des moyens d'ancrage, de sorte
que la paroi interne est intégrée à l'enveloppe et que les moyens d'ancrage sont fermement
fixés au matériau isolant constituant l'enveloppe externe.
[0013] L'invention a également pour objet un boîtier cylindrique de parafoudre, comprenant:
une enveloppe externe cylindrique ayant une première extrémité fermée et une seconde
extrémité ouverte;
une chemise interne constituée d'un matériau non conducteur d'électricité qui présente
une étanchéité à l'humidité et qui assure une protection contre le bris de l'enveloppe
cylindrique par choc thermique causé par la production d'un arc électrique à l'intérieur
du boîtier;
une électrode située à l'extrémité fermée de l'enveloppe cylindrique et qui comporte
une portion principale interne au boîtier et un prolongement qui s'étend à partir
de la portion interne de l'électrode jusqu'à l'extérieur du boîtier à travers l'enveloppe
externe;
des premiers moyens d'ancrage montés à l'extrémité fermée de l'enveloppe externe pour
fixer le boîtier sur un support mécanique; et
des seconds moyens d'ancrage montés à l'extrémité ouverte de l'enveloppe cylindrique
pour fixer un dispositif de fermeture du boîtier.
[0014] Encore une fois, l'enveloppe externe est constituée d'un matériau isolant capable
de tenir une tension mécanique élevée. Cette enveloppe est moulée sur la chemise interne
et autour de l'électrode et des premiers et seconds moyens d'ancrage, de sorte que
la chemise interne et l'électrode sont intégrées à l'enveloppe cylindrique, et que
les premiers et seconds moyens d'ancrage sont fermement fixés au matériau isolant
constituant l'enveloppe externe.
[0015] Le matériau isolant constituant l'enveloppe du boîtier selon l'invention peut être,
tel que déjà mentionné, un isolant synthétique notamment de type béton-époxy, béton-polymère
ou autre. En ce qui concerne le béton-époxy, l'agrégat est du sable et le liant est
de l'époxy, tandis que dans le cas du béton-polymère, l'agrégat est entre autres du
sable et le liant est une résine de synthèse.
[0016] En supprimant tous les inconvénients causés par la porcelaine, le matériau isolant
constituant l'enveloppe, qui peut notamment être constitué par un isolant synthétique,
permet de construire des parafoudres de réseaux de distribution d'énergie électrique
totalement à l'épreuve des explosions et des bris d'enveloppe, et ce à un coût comparable
aux parafoudres de distribution conventionnels qui sont susceptibles d'explosion.
[0017] Bien entendu, tout autre matériau ayant des propriétés similaires aux isolants synthétiques
de type béton-époxy et béton-polymère pourrait être utilisé dans la fabrication de
l'enveloppe, et ce sans sortir du cadre de l'invention.
[0018] Les avantages et autres caractéristiques de la présente invention ressortiront de
la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation de celle-ci, appliqué
aux parafoudres et donné à titre d'exemple non limitatif seulement avec référence
aux dessins annexés dans lesquels:
la Figure 1 représente une coupe selon un plan vertical d'un boîtier cylindrique de
parafoudre selon la présente invention;
la Figure 2 représente une coupe selon un plan vertical d'un parafoudre comprenant
le boîtier cylindrique de la Figure 1;
la Figure 3 représente une vue de dessous du parafoudre de la Figure 2;
la Figure 4 illustre une coupe selon un plan horizontal d'un dispositif de fermeture
du parafoudre de la Figure 2; et
la Figure 5 représente une vue en plan du parafoudre de la Figure 2.
[0019] Tel que représenté à la Figure 1 des dessins, le boîtier de parafoudre selon l'invention
comporte une enveloppe isolante externe 1 qui présente la forme générale d'un tube
cylindrique vertical. L'enveloppe 1 comprend une extrémité inférieure fermée et une
extrémité supérieure ouverte. Tel que déjà mentionné, l'enveloppe 1 est constituée
d'un matériau isolant, notamment un isolant synthétique de type béton-époxy, béton-polymère
ou autre. Cette enveloppe 1 est moulée sur une chemise interne 2 et autour d'une électrode
3 et d'ancrages pour boulons 4 et 5. De cette façon, la paroi interne 2 et l'électrode
3 se trouvent intégrées à l'enveloppe 1, tandis que les ancrages 4 et 5 sont fermement
fixés au matériau isolant constituant l'enveloppe 1 puisque celui-ci est capable de
tenir une tension mécanique élevée.
[0020] La paroi intérieure de l'enveloppe 1 et par conséquent la chemise interne 2 ont la
forme d'un tronc de cône qui définit un angle 6 adéquat pour facilement retirer le
moule intérieur lorsque le moulage de l'enveloppe 1 est complété. L'angle 6 du tronc
de cône facilite également l'expansion des gaz produits par un arc électrique survenant
à l'intérieur du boîtier de la Figure 1 vers un mécanisme supérieur de limitation
de pression, qui sera explicité plus en détail dans la description qui suit.
[0021] Le profil extérieur de l'enveloppe 1 définit une pluralité d'ailettes annulaires
telles que 7. Comme les parafoudres sont destinés à être montés à l'extérieur, il
est bien connu que les ailettes 7 assurent un maintien diélectrique de l'enveloppe
1 sous des conditions de pluie et de pollution. Evidemment, ces ailettes 7 contribuent
également à augmenter la résistance mécanique de l'enveloppe à des pressions internes.
Les angles 8 et 9 des ailettes 7 permettent de facilement retirer le moule extérieur
suite au moulage de l'enveloppe 1.
[0022] Tel que représenté sur la Figure 1, l'électrode 3 comporte une portion principale
interne au boîtier et centrée sur l'axe géométrique vertical 10 de celui-ci. L'électrode
3 comporte en outre un prolongement qui traverse radialement l'enveloppe 1 et qui
s'étend jusqu'à une certaine distance à l'extérieur de l'enveloppe 1 qui soit adéquate
pour effectuer un raccord électrique externe et pour attirer et recevoir l'arc électrique
tel qu'il sera décrit ci-après.
[0023] Les Figures 2 à 5 illustrent un parafoudre utilisant le boîtier décrit ci-dessus
avec référence à la Figure 1 des dessins.
[0024] Tel qu'illustré aux Figures 2 et 3, l'enveloppe 1 est montée sur un support mécanique
12 à l'aide de trois boulons 13 insérés dans les trois ancrages 4. La Figure 3 montre
de façon précise la position des trois ancrages 4 et des boulons associés 13. Afin
d'obtenir une fixation plus solide des ancrages 4 dans le matériau isolant constituant
l'enveloppe 1 des renflements tels que 14 sont prévus autour de chacun des ancrages
4.
[0025] Le profil externe de l'enveloppe 1 inférieur à l'électrode 3 est conçu de façon à
assurer une rigidité diélectrique adéquate entre l'électrode 3 et les pièces conductrices
associées au support mécanique 12 sur les distances 15, 16 et 17 tout en minimisant
le volume requis du matériau isolant dans la fabrication de l'enveloppe 1, et par
voie de conséquence la masse et le coût du parafoudre. A cette fin, le profil externe
de l'enveloppe 1 inférieur à l'électrode 3 comporte l'ailette inférieure 7', un rebord
18 et un évidement 19 identifiés dans la Figure 2 des dessins.
[0026] Le parafoudre comporte en outre une colonne de varistances telles que 20 ayant chacune
la forme d'une pastille, cette colonne étant centrée sur l'axe géométrique 10. La
colonne de varistances 20 est retenue en place à l'aide d'un ressort de maintien mécanique
21 monté adéquatement entre la portion interne de l'électrode 3 et la colonne de varistances
20, et à l'aide du dispositif de fermeture du parafoudre.
[0027] La portion interne de l'électrode 3 comporte une partie supérieure de section horizontale
réduite qui permet de maintenir en place le ressort 21. De plus, un raccord 23 parallèle
au ressort de maintien mécanique 21 établit le contact électrique entre la face inférieure
de la colonne de varistances 20 et l'électrode 3.
[0028] Le dispositif de fermeture du parafoudre qui consiste en un mécanisme limiteur de
pression comporte tout d'abord un couvercle annulaire 24 conducteur d'électricité
et solidement fixé à l'enveloppe 1 à l'aide de trois boulons 25 associés aux trois
ancrages 5. Les trois trous 26 percés à travers le couvercle 24 pour permettre sa
fixation à l'enveloppe 1 à l'aide des ancrages 5 et boulons 25 sont munis d'un évidement
supérieur tel que 27 de sorte que la tête des boulons 25 ne dépasse pas la surface
supérieure du couvercle 24 afin de ne pas nuire à la pose des autres éléments du mécanisme
limiteur de pression qui sont décrits ci-après.
[0029] Il est à noter que les Figures 4 et 5 montrent clairement la position des trois trous
26, des trois boulons 25, et par conséquent des trois ancrages 5. Plus spécifiquement,
les ancrages 5 sont séparés l'un par rapport à l'autre d'un angle de 120
° par rapport à l'axe vertical 10.
[0030] Un joint annulaire de caoutchouc 28 (voir Figure 2) assure une étanchéité à l'humidité
entre le couvercle 24 et l'enveloppe 1.
[0031] Le couvercle 24 définit un coin annulaire 29 dans lequel est positionné une pièce
de centrage et de maintien 30 de la colonne de varistances 20. La pastille supérieure
20' (varistance) s'appuie sur la pièce 30 de sorte que la colonne de varistances 20
puisse être maintenue centrée grâce à la force de compression exercée par le ressort
21.
[0032] Tel qu'illustré sur la Figure 4, la pièce de centrage et de maintien 30 comporte
une ouverture centrale 30', et trois passages périphériques 31 permettant l'échappement
des gaz lorsque survient une surpression à l'intérieur du boîtier de parafoudre.
[0033] La Figure 4 montre plusieurs trous 32 munis chacun d'un pas de vis et qui sont pratiqués
dans le couvercle 24. Ces trous servent à la fixation de vis 33 (Figure 5) prévues
pour fixer sur le dessus du parafoudre un diaphragme 34 et une tuyère d'évacuation
des gaz chauds 35.
[0034] Le diaphragme 34 est habituellement fabriqué d'une feuille de plastique ou encore
d'aluminium mince, et est monté entre le contour inférieur circulaire 35' de la tuyère
35, et le couvercle 24.
[0035] Un joint annulaire 36 de caoutchouc ou autre matériau élastique (Figure 2) assure
une étanchéité à l'humidité entre le diaphragme 34 et le couvercle 24.
[0036] Le couvercle 24 comprend finalement, tel qu'illustré dans la Figure 4, un trou cylindrique
37 muni d'un pas de vis et permettant de monter la borne électrique supérieure 38
du parafoudre.
[0037] L'électrode 3 (Figure 2) se prolonge à l'extérieur de l'enveloppe 1 jusqu'à une distance
adéquate pour effectuer un raccord électrique avec le circuit extérieur à l'aide d'un
boulon explosif 39 monté dans un trou 11 (voir Figures 1 et 3) pratiqué à l'extrémité
extérieure libre du prolongement de l'électrode 3. La distance de prolongement de
l'électrode 3 à l'extérieur de l'enveloppe 1 doit également être adéquate pour attirer
et recevoir l'arc électrique transféré depuis l'intérieur jusqu'à l'extérieur du boîtier
du parafoudre.
[0038] En condition normale, le courant provenant du circuit extérieur auquel le parafoudre
est relié électriquement entre par la borne supérieure 38 (flèche 40 de la Figure
2). Il traverse ensuite le couvercle 24 auquel est relié la borne 38, la pièce 30,
et est transmis à la colonne de varistances 20 (voir flèches 41, 42 et 43). Il quitte
ensuite la colonne de varistances 20 pour être transmis à l'électrode 3 à travers
le raccord 23 (voir flèche 44). Le courant alimente alors le circuit relié à l'électrode
3 par le boulon 39 (voir flèche 45).
[0039] Lors d'une défaillance des varistances 20 de la colonne disposée à l'intérieur de
l'enveloppe 1, un arc électrique interne 46 se produit et crée une surpression qui
perfore le diaphragme 34 laissant ainsi évacuer les gaz chauds par les passages 31
et la tuyère 35 en direction de l'électrode intégrée 3 créant ainsi un arc 47 entre
la tuyère 35 qui est fabriquée en un matériau conducteur d'électricité et le prolongement
externe de l'électrode 3. L'arc est ainsi transféré depuis l'intérieur vers l'extérieur
du boîtier du parafoudre. Un tel transfert d'arc permet de libérer l'intérieur de
l'enveloppe 1 des pressions et des températures qui pourraient en provoquer l'explosion.
[0040] Une lame 48 en acier peut également être montée à l'intérieur de la tuyère 35 afin
de faciliter la perforation du diaphragme 34 lors de la production d'une surpression
à l'intérieur du boîtier du parafoudre. Plus spécifiquement, la lame 48 coupe le diaphragme
34 lors de sa déformation due à une supression interne.
[0041] Bien que la chemise interne 2 puisse être fabriquée de plusieurs matériaux, une telle
chemise en verre dépoli assure à la fois une étanchéité de l'enveloppe 1 à l'humidité
et une protection de cette enveloppe contre le bris par choc thermique dû au contact
de l'arc électrique intérieur 46. En effet, lors de la production de l'arc 46, le
verre sera touché et se brisera pour ainsi éviter le bris de l'enveloppe 1 qui pourrait
en provoquer l'explosion.
[0042] Suite à la production de l'arc et à son transfert depuis l'intérieur jusqu'à l'extérieur
du boîtier, le circuit relié au boulon 39 sera séparé de l'électrode 3. En effet,
il est bien connu qu'un boulon explosif tel que 39 contient une charge de poudre dont
l'explosion est provoquée par un courant trop grand (courant circulant dans l'arc
électrique 46 ou 47). Une distance suffisante sera alors créée entre le circuit électrique
externe et l'électrode 3 pour isoler le parafoudre de la terre lorsque le courant
de défaut est interrompu par le disjoncteur prévu à cet effet dans le réseau d'alimentation
électrique. Il faut remarquer que l'arc électrique intérieur 46 créera habituellement
un chemin conducteur permanent entre la pièce 30 et l'électrode 3 de sorte que suite
à la réalimentation du circuit externe, la borne supérieure 38 se trouve reliée à
l'électrode 3 et la tension normale du réseau se retrouve sur cette électrode lors
du ré-enclechement normal du disjoncteur. L'enveloppe 1 du parafoudre doit alors fournir
une isolation électrique adéquate entre l'électrode 3 sous tension et les pièces conductrices
associées au support mécanique métallique 12 qui dans plusieurs cas sont raccordées
à la terre. C'est la raison pour laquelle, tel que déjà mentionné dans la présente
description, l'isolation électrique sur les distances 15, 16 et 17 de la Figure 2,
doit être optimisée pour assurer une tenue diélectrique adéquate entre l'électrode
3 et les pièces conductrices associées au support 12.
[0043] Les principaux avantages du boîtier selon l'invention peuvent être résumés comme
suit:
- une économie due à l'usage de matériaux isolants autres que la porcelaine pour fabriquer
l'enveloppe 1 ;
- les matériaux isolants utilisés permettent sans complexité additionnelle l'usage
d'ancrages pour boulons peu coûteux qui produisent une meilleure étanchéité du couvercle
24 en permettant l'application d'une pression adéquate sur le joint d'étanchéité 28,
résistent à la tension mécanique du mécanisme limiteur de pression monté à la partie
supérieure du parafoudre, et permettent de fixer le parafoudre à un support mécanique
situé à l'extrémité inférieure de celui-ci et donc avantageusement loin des pièces
métalliques sous tension (ceci est rendu possible grâce à la résistance mécanique
élevée du matériau constituant l'enveloppe 1 qui maintient fermement en place les
ancrages pour boulons);
- les ancrages pour boulons 5 permettent un montage facile du mécanisme limiteur de
pression, simplifiant donc le système d'attache d'un tel mécanisme à l'enveloppe en
comparaison avec les systèmes d'attache conventionnels adaptés à la porcelaine pour
ainsi permettre de munir à faible coût un parafoudre d'un mécanisme limiteur de pression
pour le rendre non explosif;
- les matériaux isolants utilisés permettent l'intégration de l'électrode 3 agissant
comme borne électrique intégrée à l'enveloppe isolante 1 limitant ainsi le nombre
et l'encombrement créé par les pièces conventionnelles de raccords ainsi que les frais
d'assemblage; et
- les matériaux isolants utilisés peuvent être moulés sur une paroi intérieure de
verre dépoli ou en un autre matériau adéquat qui assure une parfaite étanchéité à
l'humidité du boîtier et constitue un écran contre les bris par chocs thermiques auxquels
sont sensibles la porcelaine et certains matériaux isolants lorsqu'ils sont mis en
contact direct avec un arc électrique de court-circuit interne.
[0044] Il a été constaté que le boîtier selon l'invention permet de produire des parafoudres
de distribution totalement à l'épreuve des explosions et des bris d'enveloppe par
chocs thermiques, et ce à un coût inférieur aux parafoudres de distribution conventionnels
susceptibles d'explosion, tel que mentionné précédemment.
[0045] Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide d'un mode de réalisation
préféré de celle-ci, il doit être noté que toute modification de ce mode de réalisation
ou autre utilisation de celui-ci peut être effectuée, à condition de respecter l'étendue
des revendications annexées, sans changer la nature de la présente invention.
1. Un boîtier de dispositif électrique, caractérisé en ce qu'il comprend :
une enveloppe externe (1)
une chemise interne (2) constituée d'un matériau non conducteur d'électricité qui
présente une étanchéité à l'humidité et qui assure une protection contre le bris de
ladite enveloppe externe (1) par choc thermique causé par de la chaleur produite à
l'intérieur du boîtier; et
des moyens d'ancrage (4) pour fixer le boîtier sur un support mécanique (12);
ladite enveloppe (1) étant constituée d'un matériau isolant capable de tenir une tension
mécanique élevée, et moulée sur ladite chemise interne (2) et autour desdits moyens
d'ancrage (4), de sorte que la chemise interne (2) est intégrée à ladite enveloppe
(1) et que les moyens d'ancrage (4) sont fermement fixés au matériau isolant constituant
l'enveloppe externe (1).
2. Un boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe externe
(1) est cylindrique.
3. Un boîtier selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique
(1) comporte une paroi intérieure ayant la forme d'un tronc de cône.
4. Un boîtier selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique
(1) a un axe géométrique (10) et comporte une pluralité d'ailettes externes annulaires
(7) situées chacune dans un plan perpendiculaire audit axe géométrique (10).
5. Un boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage
comportent une pluralité d'ancrages pour boulons (4).
6. Un boîtier selon la revendication 1, caracterisé en ce qu'il comporte une ouverture
et des moyens d'ancrage additionnels (5) pour monter sur le boîtier un dispositif
de fermeture de cette ouverture, ladite enveloppe (1) étant moulée autour des moyens
d'ancrage additionnels (5) de sorte que ceux-ci sont fermement fixés au matériau isolant
constituant l'enveloppe externe (1).
7. Un boîtier selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'ancrage
additionnels comprennent une pluralité d'ancrages pour boulons (5).
8. Un boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre
une électrode (3) ayant une portion principale interne audit boîtier et un prolongement
qui s'étend à partir de ladite portion interne jusqu'à l'extérieur du boîtier à travers
l'enveloppe externe (1), ladite enveloppe (1) étant moulée autour de l'électrode (3)
de sorte que celle-ci est intégrée à l'enveloppe externe (1).
9. Un boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau constituant
l'enveloppe externe (1) comporte un isolant synthétique.
10. Un boîtier selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit isolant synthétique
comporte du béton-époxy.
11. Un boîtier selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit isolant synthétique
comprend du béton polymére.
12. Un boîtier cylindrique de parafoudre, caractérisé en ce qu'il comprend :
une enveloppe externe cylindrique (1) ayant une première extrémité fermée et une seconde
extrémité ouverte ;
une chemise interne (2) constituée d'un matériau non conducteur d'électricité qui
présente une étancheité à l'humidité et qui assure une protection contre le bris de
ladite enveloppe cylindrique (1) par choc thermique causé par la production d'un arc
électrique (46) à l'intérieur du boîtier;
une électrode (3) située à l'extrémité fermée de l'enveloppe cylindrique (1) et qui
comporte une portion principale interne audit boîtier et un prolongement qui s'étend
à partir de ladite portion interne jusqu'à l'extérieur du boîtier à travers l'enveloppe
externe (1);
des premiers moyens d'ancrage (4) montés à l'extrémité fermée de l'enveloppe externe
(1) pour fixer le boîtier sur un support mécanique (12); et des seconds moyens d'ancrage
(5) montés à l'extrémité ouverte de l'enveloppe cylindrique (1) pour fixer un dispositif
de fermeture dudit boîtier;
ladite enveloppe (1) étant constituée d'un matériau isolant capable de tenir une tension
mécanique élevée, et moulée sur la chemise interne (2) et autour de l'électrode (3)
et des premiers (4) et seconds (5) moyens d'ancrage, de sorte que ladite chemise interne
(2) et ladite électrode (3) sont intégrées à l'enveloppe cylindrique (1), et que les
premiers (4) et seconds (5) moyens d'ancrage sont fermement fixés au matériau isolant
constituant l'enveloppe externe (1).
13. Un boîtier cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que les premiers
et seconds moyens d'ancrage comportent des ancrages pour boulons (4, 5).
14. Un boîtier cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'extrémité
fermée de l'enveloppe cylindrique (1) comporte un évidement externe (19) et au moins
une ailette externe annulaire (7') entourant ladite enveloppe (1) qui assurent une
isolation électrique adéquate entre ladite électrode (3) et ledit support mécanique
(12), l'enveloppe cylindrique (1) ayant un axe géométrique (10) et l'ailette annulaire
(7') étant située dans un plan perpendiculaire à cet axe géométrique (10).
15. Un boîtier cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite
enveloppe (1) a un axe géométrique (10) et comporte une pluralité d'ailettes externes
annulaires (7), situées chacune dans un plan perpendiculaire audit axe géométrique
(10).
16. Un boîtier cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'enveloppe
cylindrique (1) définit une paroi interne qui a la forme d'un tronc de cône ayant
un diamètre qui augmente à partir de l'extrémité fermée vers l'extrémité ouverte de
l'enveloppe (1), ladite chemise interne (2) ayant également la forme d'un tronc de
cône.
17. Un boîtier cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau
non conducteur constituant ladite paroi interne (2) comporte du verre dépoli.
18. Un boîtier cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau
isolant constituant l'enveloppe externe (1) comprend un isolant synthétique.
19. Un boîtier cylindrique selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit
isolant synthétique comporte du béton-époxy.
20. Un boîtier cylindrique selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit
isolant synthétique comporte du béton-polymère.
21. Un boîtier cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que le prolongement
de ladite électrode (3) traverse l'enveloppe cylindrique (1) radialement.
22. Un boîtier cylindrique selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit
dispositif de fermeture du boîtier comporte des moyens limiteurs de pression (31,
34, 35, 48).
1. An enclosure for an electrical device, characterized in that it comprises:
- an outer envelope (1);
- an inner wall (2) made of an electrically non conducting material impervious to
humidity and protecting said outer envelope (1) against breaking thereof by thermal
shock caused by heat produced within the enclosure; and
- anchor means (4) for fixing the enclosure on a mechanical support (12);
- said envelope (1) being made of an insulting material having high mechanical tensile
strength, and being molded on said inner wall (2) and around said anchor means (4)
so that the inner wall (2) is integrated to said envelope (1) and said anchor means
(4) are fixedly attached to said insulating material forming said outer envelope (1).
2. An enclosure according to claim 1, characterized in that said outer envelope (1)
is cylindrical.
3. An enclosure according to claim 2, characterized in that said cylindrical envelope
(1) comprises an inner surface which is frusto-conical.
4. A cylindrical enclosure according to claim 2, said cylindrical envelope (1) has
a geometrical axis (10) and comprises a plurality of external, annular flanges (7)
each located in a plane perpendicular to said geometrical axis (10).
5. An enclosure according to claim 1, characterized in that said anchor means comprise
a plurality of bolt anchors (4).
6. An enclosure according to claim 1, characterized in that is comprises an opening
and additional anchor means (5) for mounting on the enclosure a device for closing
said opening, said envelope (1) being molded around said additional anchor means (5)
so that said additional anchor means rigidly fixed within the insulating material
constituting the outer envelope (1).
7. An enclosure according to claim 6, characterized in that said additional anchor
means comprise a plurality of bolt anchors (5).
8. An enclosure according to claim 1, characterized in that it further comprises an
electrode (3) having a principal portion inside the enclosure, and an extension attached
to said inside, principal portion traversing said outer envelope (1), said outer envelope
(1) being molded around the electrode (3) whereby said electrode is integrated to
the outer envelope (1).
9. An enclosure according to claim 1, characterized in that the material constituting
the outer envelope (1) comprises a synthetic insulating material.
10. An enclosure according to claim 9, characterized in that said synthetic insulating
material comprises epoxy-concrete.
11. An enclosure according to claim 9, characterized in that said synthetic insulating
material comprises polymeric concrete.
12. A cylindrical enclosure for a surge arrester, characterized in that comprises:
- an outer, cylindrical envelope (1) having a first, closed end and a second, open
end;
- an inner wall (2) made of an electrically nonconducting material impervious to humidity
and protecting said cylindrical envelope (1) against breaking thereof by thermal hock
caused by the production of an electric arc (46) within the enclosure;
- an electrode (3) located at the closed end of the cylindrical envelope (1) and comprising
a principal portion inside said enclosure and an extension attached to said inside,
principal portion, traversing the outer envelope (1) and projecting outside the enclosure;
- first anchor means (4) mounted on the closed end of the outer envelope (1) for fixing
the enclosure to a mechanical support (12) and;
- second anchor means (5) mounted on the open end of the cylindrical envelope (1)
for fixing a closure device of the said enclosure;
- said envelope (1) being made of an insulating material capable of withstanding a
high mechanical tension, and being molded on the Inner wall (2) and around the electrode
(3) and the first (4) and second (5) anchor means, whereby said inner wall (2) and
said electrode (5) are integrated to the cylindrical envelope (1), and the first (4)
and second (5) anchor means are fixedly attached to the insulating material constituting
the outer envelope (1).
13. A cylindrical enclosure according to claim 12, wherein the first and second anchor
means comprise bolt anchors (4, 5).
14. A cylindrical enclosure according to claim 12, wherein the closed end of the cylindrical
envelope (1) comprises an external cavity (19) and at least one annular, external
flange (21) surrounding said envelope (1) for adequately and electrically insulating
said electrode (3) from said mechanical support (12), the cylindrical envelope (1)
having a geometrical axis (10) and said annular flange (7') being located in a plane
perpendicular to said geometrical axis (10).
15. A cylindrical enclosure according to claim 12, characterized in that said cylindrical
envelope (1) has a geometrical axis (10) and comprises a plurality of external, annular
flanges (7) each located in a plane perpendicular to said geometrical axis (10).
16. A cylindrical enclosure according to claim 12, characterized in that the cylindrical
envelope (1) defines a frusto-conical inner surface having a diameter which increases
from the closed end towards the open end of the envelope (1), said inner wall (2)
being also frusto-conical.
17. A cylindrical enclosure according to claim 12, characterized in that the electrically
non conducting material constituting said inner wall comprises frosted glass.
18. A cylindrical enclosure according to claim 12, characterized in that the insulating
material constituting the outer envelope (1) comprises a synthetic insulating material.
19. A cylindrical enclosure according to claim 18, characterized in that said synthetic
insulating material comprises epoxy-concrete.
20. A cylindrical enclosure according to claim 12, wherein said synthetic insulating
material comprises polymeric concrete.
21. A cylindrical enclosure according to claim 12, wherein the extension of said electrode
(3) radially traverses the cylindrical envelope (1).
22. A cylindrical enclosure according to claim 12, wherein said closure device of
the enclosure comprises pressure limiting means (31, 34, 35, 48).
1. Gehäuse für eine elektrische Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
einen äußeren Mantel (1),
eine Innenbuchse (2), die aus einem elektrisch nicht-leitenden Werkstoff besteht und
eine Dichtigkeit gegenüber Feuchtigkeit aufweist und einen Schutz gegen Bruch des
äußeren Mantels (1) durch thermischen Schock gewährleistet, der durch die im Inneren
des Gehäuses erzeugte Wärme verursacht wird, und
Verankerungseinrichtungen (4) zur Befestigung des Gehäuses auf einer mechanischen
Halterung (12),
daß der Mantel (1) durch einen Isolierstoff gebildet wird, der eine höhere mechanische
Spannung aushalten kann und der auf der Innenbuchse (2) und um die Verankerungseinrichtungen
(4) geformt ist, so daß die Innenbuchse (2) fest am Mantel (1) angebracht ist, und
die Verankerungseinrichtungen (4) fest am Isolierstoff befestigt sind, der den äußeren
Mantel (1) bildet.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel (1) zylindrisch
ist.
3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantel (1)
eine Innenwand aufweist, die die Form eines Kegelstumpfes hat.
4. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantel (1)
eine geometrische Achse (10) hat und eine Anzahl äußerer ringförmiger Rippen (7) aufweist,
von denen jede in einer Ebene liegt, die senkrecht zur geometrischen Achse (10) verläuft.
5. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungseinrichtungen
eine Anzahl von Verankerungen (4) für Gewindebolzen aufweisen.
6. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Öffnung und zusätzliche
Verankerungseinrichtungen (5) hat, um auf dem Gehäuse eine Verschlußvorrichtung für
diese Öffnung zu montieren, und daß der Mantel (1) um die zusätzlichen Verankerungseinrichtungen
(5) derart geformt ist, daß diese fest auf dem Isolierstoff befestigt sind, der den
äußeren Mantel (1) bildet.
7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Verankerungseinrichtungen
eine Anzahl von Verankerungen (5) für Gewindebolzen bilden.
8. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine Elektrode (3)
umfaßt, die einen im Inneren des Gehäuses liegenden Hauptabschnitt und eine Verlängerung
aufweist, die sich ausgehend vom inneren Hauptabschnitt durch den äußeren Mantel (1)
bis zum Außenbereich des Gehäuses erstreckt, und daß der Mantel (1) derart um die
Elektrode (3) geformt ist, daß diese fest mit dem äußeren Mantel (1) verbunden ist.
9. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff, der den äußeren
Mantel (1) bildet, einen synthetischen Isolierstoff umfaßt.
10. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Isolierstoff
Beton-Epoxid umfaßt.
11. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Isolierstoff
Beton-Polymeres umfaßt.
12. Zylindrisches Gehäuse für einen Überspannungsableiter, dadurch gekennzeichnet,
daß es umfaßt:
einen zylindrischen äußeren Mantel (1) mit einem ersten geschlossenen Ende und einem
zweiten offenen Ende,
eine Innenbuchse (2), die aus einem elektrisch nicht-leitenden Werkstoff besteht und
die eine Dichtigkeit gegenüber Feuchtigkeit aufweist und einen Schutz gegen Bruch
des zylindrischen Mantels (1) durch thermischen Schock gewährleistet, der durch Erzeugung
eines elektrischen Lichtbogens (46) im Inneren des Gehäuses verursacht ist, eine am
geschlossenen Ende des zylindrischen Mantels (1) angeordnete Elektrode (3), die einen
im Inneren des Gehäuses liegenden Hauptabschnitt und eine Verlängerung aufweist, .
die sich ausgehend vom inneren Hauptabschnitt durch den äußeren Mantel (1) bis zum
Außenbereich des Gehäuses erstreckt,
erste Verankerungseinrichtungen (4), die am geschlossenen Ende des äußeren Mantels
(1) montiert sind, um das Gehäuse auf einer mechanischen Halterung (12) zu befestigen,
und
zweite Verankerungseinrichtungen (5), die am offenen Ende des zylindrischen Mantels
(1) montiert sind, um eine Verschlußvorrichtung des Gehäuses zu befestigen, wobei
der Mantel (1) aus einem Isolierstoff besteht, der eine hohe mechanische Spannung
verträgt und auf der Innenbuchse (2) und um die Elektrode (3) und die erste (4) und
zweite (5) Verankerungseinrichtung geformt ist, so daß die Innenbuchse (2) und die
Elektrode (3) fest mit dem zylindrischen Mantel (1) verbunden sind, und die erste
(4) und die zweite (5) Verankerungseinrichtung fest am Isolierstoff befestigt sind,
der den äußeren Mantel (1) bildet.
13. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
und die zweite Verankerungseinrichtung (4, 5) Verankerungen für Gewindebolzen umfassen.
14. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene
Ende des zylindrischen Mantels (1) eine äußere Ausnehmung (19) und mindestens eine
äußere ringförmige Rippe (7') umfaßt, die den Mantel (1) umgibt und eine ausreichende
elektrische Isolierung zwischen der Elektrode (3) und der mechanischen Halterung (12)
gewährleistet, wobei der zylindrische Mantel (1) eine geometrische Achse (10) hat
und die ringförmige Rippe (7') in einer Ebene liegt, die senkrecht zur geometrischen
Achse (10) verläuft.
15. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel
(1) eine geometrische Achse (10) hat und eine Anzahl äußerer ringförmiger Rippen (7)
aufweist, wovon jede in einer Ebene liegt, die senkrecht zur geometrischen Achse (10)
verläuft.
16. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische
Mantel (1) eine Innenwand bildet, der die Form eines Kegelstumpfs aufweist, der einen
Durchmesser hat, der sich ausgehend vom geschlossenen Ende gegen das offene Ende des
Mantels (1) hin vergrößert, und daß die Innenbuchse (2) ebenfalls die Form eines Kegelstumpfs
hat.
17. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-leitende
Werkstoff, der die Innenbuchse (2) bildet, mattiertes Glas umfaßt.
18. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff,
der den äußeren Mantel (1) bildet, einen synthetischen Isolierstoff umfaßt.
19. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische
lsolierstoff Beton-Epoxid umfaßt.
20. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische
Isolierstoff Beton-Polymeres umfaßt.
21. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung
der Elektrode (3) radial durch den zylindrischen Mantel (1) hindurchtritt.
22. Zylindrisches Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung
des Gehäuses Druckbegrenzungseinrichtungen (31, 34, 35, 48) umfaßt.