Dispositif parafoudre pour la protection des lignes électriques

Description

La présente invention a trait aux dispositifs parafoudres destinés à la protection des lignes électriques, tout particulièrement des lignes aériennes à moyenne tension.

[0001] En fait, l'invention se réfère spécialement aux parafoudres dans lesquels l'élément d'isolation disposé entre Les deux capsules terminales de connexion est constitué par un empilage de varistances à base d'oxyde de zinc (ZnO) maintenues sous pression axiale. On sait qu'en fonctionnement normal, un tel empilage présente des caractéristiques d'isolation qui s'opposent à tout passage de courant entre les deux capsules de connexion, alors que sous l'effet d'une brusque élévation de la tension nominale due à la chute de la foudre sur la ligne protégée, il devient momentanément conducteur en assurant la mise à la terre de ladite ligne. Voir aussi le US-A-4,404,614.

[0002] Si les dispositifs de ce genre connus en pratique donnent satisfaction en général, il convient toutefois d'observer que leur utilisation dans des milieux extérieurs exposés à des pollutions marines ou industrielles peut provoquer un vieillissement anormal des varistances. En outre, les constructions usuelles avec enveloppe en porcelaine résistent assez mal aux manipulations inhérentes à la pose des parafoudres sur les lignes électriques, manipulations qui impartissent à l'élément isolant disposé entre les capsules de connexion des contraintes mécaniques assez sévères.

[0003] C'est à ces inconvénients qu'entend principalement remédier la présente invention, laquelle a pour objet le dispositif parafoudre défini à la revendication 1.

[0004] Conformément à l'invention le tube rigide usuel qui renferme l'élément d'isolation est découpé d'au moins une lumière tandis que l'enveloppe est directement réalisée par moulage sur ledit élément de façon à ce que la résine synthétique pénètre à l'intérieur dudit tube et enrobe l'empilage de varistances qui constitue avec les capsules de connexion l'élément d'isolation. En vue de renforcer l'étanchéité de l'ensemble, les extrémités de l'enveloppe extérieure en résine moulée sont profilées pour présenter une lèvre à profil circulaire qui est orientée axialement vers l'extérieur afin de venir s'engager dans un logement annulaire correspondant ménagé dans chacun de deux organes métalliques formant contacts pour le montage du dispositif parafoudre.

[0005] Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :

[0006] Fig. 1 est une coupe axiale montrant, préalablement à l'opération de surmoulage destinée à la réalisation de l'enveloppe extérieure, le noyau interne formé par l'empilage de varistances, les deux capsules de connexion et le tube rigide de protection.

[0007] Fig. 2 reproduit fig. 1 après réalisation de l'enveloppe extérieure.

[0008] Fig. 3 et 4 sont des coupes transversales suivant les plans respectivement indiqués en III-III (fig. 1) et IV-IV (fig. 2).

[0009] Fig. 5 montre en coupe axiale l'extrémité supérieure du dispositif parafoudre finalement réalisé.

[0010] Fig. 6 est une vue en élévation illustrant une variante de réalisation du tube rigide.

[0011] En fig. 1, la référence 1 désigne chacune des varistances à base d'oxyde de zinc dont l'empilage constitue l'élément d'isolation du dispositif parafoudre à réaliser. Cet empilage prend appui contre une capsule de connexion 2 et reçoit l'action d'un ressort 3 associé à une autre capsule de connexion 4. L'ensemble 1-2-3-4 ainsi formé est logé à jeu réduit à l'intérieur d'un tube 5 en stratifié de verre, fermement rendu solidaire des deux capsules terminales 2 et 4 par le moyen de goupilles transversales 6.

[0012] Il convient d'observer que le tube 5 est découpé de lumières longitudinales 5a (cf. fig. 3), au nombre de trois dans l'exemple de réalisation envisagé. Chacune de ces lumières 5a s'arrête à courte distance des goupilles de fixation 6.

[0013] L'ensemble ou noyau représenté en fig. 1 est ensuite disposé à l'intérieur d'un moule d'injection, conformé de façon telle que la résine synthétique injectée forme une enveloppe 7 (fig. 2) qui enrobe ledit ensemble en déterminant des ailettes extérieures 7a en saillie. On notera que la résine injectée, avantageusement constituée par un élastomère à base de silicone, pénètre à l'intérieur du tube 5 à travers les lumières 5a de celui-ci, si bien qu'on obtient un remplissage total, sans aucune bulle d'air, de l'interstice annulaire compris entre les varistances 1 et le tube 5, à la manière illustrée en fig. 4.

[0014] A chacune de ses extrémités, l'enveloppe 7 s'ouvre vers l'extérieur en définissant une lèvre axiale 7b à profil circulaire. Chacune de ces lèvres 7b est en fait destinée à venir s'engager à force à l'intérieur d'un logement annulaire 8a (fig. 5) prévu à cet effet dans un organe métallique propre à former contact extérieur de branchement, constitué par une coupelle terminale 8 rapportée au niveau de chacune des extrémités de l'enveloppe 7, la fixation de ces coupelles étant opérée à l'aide de goujons filetés 9 vissés dans des taraudages 4a, respectivement 2a, des capsules 4 et 2.

[0015] On comprend qu'on obtient finalement un dispositif parfaitement étanche, dont l'élément d'isolation se trouve totalement à l'abri des pollutions extérieures. La résistance mécanique de l'ensemble est remarquable par suite de la présence du tube 5 en stratifié de verre.

[0016] On observera que les lumières 5a jouent un rôle efficace à l'encontre des risques d'explosion du dispositif parafoudre. On sait effectivement que lorsqu'à la suite de contraintes trop élevées et de l'effet de vieillissement ainsi réalisé, les varistances perdent leurs caractéristiques normales, il y a formation d'un arc le long de l'empilage avec un fort dégagement de chaleur et de gaz, les gaz ainsi engendrés étant susceptibles de provoquer l'explosion brutale du corps des parafoudres classiques, avec des risques de blessures au personnel environnant.

[0017] Dans le cas du dispositif suivant l'invention, l'apparition d'un arc le long de l'empilage de varistances 1 provoque la carbonisation et/ou la fusion de la résine qui emplit les lumières 5a, si bien que sous l'effet de la pression des gaz engendrés, l'enveloppe 7 se déchire le long des génératrices correspondant aux lumières précitées. Une telle déchirure permet l'échappement des gaz dans l'atmosphère, sans explosion brutale.

[0018] Fig. 6 illustre une variante de mise en oeuvre de l'invention, suivant laquelle le tube rigide, ici référencé 15, est découpé d'une lumière 15a à profil hélicoïdal qui remplace ainsi les lumières longitudinales 5a et qui confère audit tube 15 une déformabilité élastique dans le sens axial telle qu'en lui affectant une longueur calculée pour que le montage des varistances 1 et des capsules 2 et 4 implique un effet de traction au niveau du tube 15, on peut se dispenser du ressort 3 destiné à opérer la compression initiale de l'empilage de varistances 1.

Revendications

1. Dispositif parafoudre pour la protection des lignes électriques, du genre dans lequel l'élément d'isolation est constitué par un empilage de varistances à base d'oxyde de zinc (1) que deux capsules terminales de connexion (2 et 4) maintiennent sous pression axiale à l'intérieur d'un tube rigide en matière isolante (5, 15) disposé dans une enveloppe étanche de contention (7) en résine synthétique, caractérisé en ce que le tube rigide (5, 15) est découpé d'au moins une lumière (5a, 15a) tandis que l'enveloppe (7) est directement moulée sur celui-ci de façon à ce que la résine synthétique qui la constitue pénètre à l'intérieur de ce tube à travers la lumière précitée en remplissant les interstices existant entre ce tube et l'empilage de varistances (1).

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque lumière (5a) est orientée longitudinalement.

3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque lumière (15a) présente un profil hélicoïdal afin que ce soit le tube (15) qui par déformabilité élastique assure la pression axiale exercée sur l'empilage de varistances (1).

4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités du tube (5, 15) sont rendues solidaires des capsules terminales (2, 4) à l'aide de goupilles transversales (6).

5. Dispositif suivant la revendications 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (7) comporte à chacune de ses extrémités une lèvre circulaire (7b) tournée axialement vers l'extérieur pour venir s'engager à force dans un logement annulaire (8a) ménagé dans une coupelle terminale (8) fixée à la capsule correspondante (2 ou 3) par un goujon fileté axial (9).

Ansprüche

1. Blitzschutzvorrichtung für elektrische Leitungen von der Art, bei der das Isolationselement aus einer wechselnden Schichtung auf der Basis von Zinkoxid (1) besteht, welches von zwei endseitig verbindenden Kapseln (2 und 4) fest zusammengehalten wird unter einem axialen inneren Druck eines starren Rohres aus isolierendem Material (5, 15), das in einem wasserdichten gespannten Gehäuse (7) aus Kunstharz angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Rohr von mindestens einem schmalen Schlitz (5a, 15a) unterbrochen ist, während das Gehäuse (7) direkt über diesem derart geformt ist, daß das Kunstharz, welches den durchdringenden Bestandteil zum Inneren dieses Rohres darstellt, zur Verfüllung des oben erwähnten Schlitzes dient, und um die Zwischenräume, die sich zwischen dem Rohr und den wechselnden Schichtungen befinden, auszufüllen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitz (5a) der Länge des Rohres nach ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitz (15a) ein schraubenförmiges Profil aufweist, welches damit das Rohr (15) bildet, das durch elastische Deformation auf die wechselnde Schichtung (1) dem axial ausgeübten Druck standhält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden des Rohres (5, 15) von endseitigen Kapseln (2, 4) jeweils unter Stützung von gegenüberliegenden Stiften (6) abgedeckt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) an jedem seiner äußeren Enden eine kreisförmige Lippe (7b) trägt, welche nach außen hin axial angeformt ist, um ein stabiles Einführen für eine schonende ringförmige Lagerung (8a) einer endseitigen Kupplung (8) zu erlangen, die an der korrespondierenden Kapsel (2 oder 3) mittels eines eingefaßten axialen Stiftes (9) angeordnet ist.

Claims

1. A lightning arrester for protecting electrical lines, of the type in which the insulating element is formed by a stack of zinc oxide-based varistors (1) which two end connecting capsules (2 and 4) keep under axial pressure within a rigid tube of insulating material (5, 15) located in a hermetic containing sheath (7) made of synthetic resin, characterised in that said rigid tube (5, 15) is pierced by at least one port (5a, 15a), while the sheath (7) is moulded directly thereon so that the synthetic resin which forms it penetrates into said tube through the aforementioned port, filling in the gaps existing between said tube and the stack of varistors (1).

2. An arrester according to Claim 1, characterised in that each port (5a) is oriented longitudinally.

3. An arrester according to Claim 1, characterised in that each port (15a) has a helicoidal profile so that it is the tube (15) which, by elastic deformability, ensures the axial pressure exerted on the stack of varistors (1).

4. An arrester according to Claim 1, characterised in that the ends of the tube (5, 15) are made integral with the end capsules (2, 4) with the aid of transverse pins (6).

5. An arrester according to Claim 1, characterised in that the sheath (7) has at each of its ends a circular lip (7b) turned axially outwards to engage with force in an annular receptacle (8a) formed in an end cap (8) fixed to the corresponding capsule (2 or 3) by an axial headless screw (9).

Dessins