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~IZ734 ` 1
La presente inven~tion conceXne le doma.ine des ~ .
isolateurs electriques en matière or~anique. :'
On distingue classiquement deux cate~ori.es .
d'isolateurs en matiere organique, a savoir les isolateu~s .~:
de ligne d'une part r qui travaillent soit en traction ! soit ;
en flexion encastree, et les isolateurs de poste, d'autre
part, qui travaillent soit en compression, soit en flexion. :
encastree. Pour ces deux categories d'isolateurs, il est
toujours primordial d'attenuer le phenomeme d'arcs super-
ficiels frequemment rencontre dans des utilisations en zones
très polluees.
Dans le cadre de l'invention, on va plus particuliè- ;
rement s'interesser aux isolateurs de ligne en matiare orga-
nique, du type comportant un barreau de gr~ande resistance .
mecanique à la traction, en materiau composite comprenant des
fibres ou fils mineraux ou organiques agglomeres par une resine
synthetique durcissable, une gaine protectrice en materiau ''
elastomère fixee sur toute la surface du barreau à l'exception
des extremites dudit barreau qui sont encastrees dans des
ferrures d'ancrage au moyen d'un matériau de scellement entou- '.
rant directement lesdites extremites, et une pluralite d'ailet-
tes en materiau elastomère ixees sur la gaine. L'objet de
l'invention est de trouver une solution technique pour eviter
la creation d'arcs superficiels.
En effet, dans des utilisations en zones très
polluees, ces.isolateurs,de ligne ou de poste, tout comme
les isolateurs traditionnels en verre ou en porcelaine,
presentent ce phenomène d'arcs superficiels dont la generation
est liee à la presence d'une couche conductrice de pollution
humide sur la surface : le courant de fuite provoque un
assèchement de ladite couche dans certaines 20nes ~ forte
densite de courant, et cree de ce fait des conditions favora-
-1- ~ ;~
734 ~:
bles a l'apparition d'arcs electriques cou~t-circuitant les ;
zones seches.
De nombreuses solutions ont ete proposees pour ~ '-
lutter contre ce phenomene selon les types d'isolateurs
utilisés, toutes en general basées sur le principe de prévoir
une zone semi-conductrice entre les deux electrodes, de fa~on
modifier le répartition du champ électrique pour que
celle-ci soit moins favorable à l'apparition d'arcs super-
ficiels. - ~
Pour les isolateurs minéraux traditionnels, on a '
proposé de prévoir des revêtements superficiels sous forme
d'émaux contenant des oxydes de fer, titane ou étain, ces
revêtements permettant d'obtenir une conduction électronique
favorable. Dans la pratique, une difficulté importante s'est ;; ;
souvent présentée a la jonction avec la matiere semi-conduc-
trice, car la souc1~re s'y est en fait avérée peu fiable dans
le temps. Pour les isolateurs de ligne en matiere organique,
et en particulier ceux du type comportant un barreau de fibre -
de verre imprégnées de résine époxy, ledit barreau étant recou-
vert d'un revêtement comprenant des ailettes dont le rôle est
a la'fois de protéger le barreau et d'allonger la ligne de
fuite (ce type de barreau permettant d'obtenir de tres grandes
valeurs de résistance en traction alliées a une faible poids),
on a proposé aussi des revêtements exterieurs contenant des
oxyde's, titane ou etain sous forme de charges, ou bien conte-' ;
nant du graphite reduit en poudre ou du noir de carbone.
Ces solutions proposées, quoique techniquement
interessantes, restent cependant tres difficiles a mettre au
point pour une utilisation des isolateurs en exterieur: en
effet, les inconvenients proviennent souvent d'un phenomene
de corrosion électrochimique, en particulier au contact des
électrodes.
-2-
734 `~
Des solutions intéressantes ont également été
proposées pour des isolateurs de poste en matiere organique, .
et en particulier ceux du type qui sont constitués d'une mas-
se de resine chargée et coulée (en genéral à base de resine
epoxy-cycloaliphatiqu~) a~ extremites de laquelle sont dis- ~ :
posees des electrodes d'extrémités ou embouts métalliques :~
dont au moins une partie est noyée dans ladite masse (les :
électrodes ou embouts étant parfois connectés par une mince
baguette conductrice incorporée dans la masse isolante).
On a en effet proposé des revêtements du même type que ceux `:~
mentionnés précédemment, avec des matériaux semi-conducteurs `
dans l'ensemble de leur masse ou des pièces dont seule
la partie centrale était semi-conductrice.
Mais ces solutions, bien c~ue pouvant convenir pour
des isolateurs de poste, ne sont pas directment applicables
aux isolateurs de ligne qui nous intéressent, en raison de ~-
l'exigence absolue d'une grande résistance mecanique à la
traction, résistance que ne saurait offrir une masse de
résine et des embouts noyés qui sont prévus pour travailler
en compression.
La présente invention a pour but de proposer une
isolateur de ligne dont la constitution permet de résister
au phénomène des arcs superficiels en utilisation extérieure,
tout en restant de conception simple et de réalisation rela -
tivement aisée.
Selon la présente invention, il est prévu un iso-
lateur électrique de ligne en matière organique, comportant
un barreau de grande résistance mécanique à la traction, en
matériau composite comprenant des fibres ou fils minérau~
ou organiques agglomérés par une résine synthétique durcis-
sable, une gaine protectrice en matériau élastomère fixée
sur toute la surface du barreau ~ l'exception des exté~ités ~-
-3- .
~lZ73~ ~
dudit barreau qui sont encast~ées da~s des ferrures d'ancrage
au moyen d'un matériau de scellement entourant directement
lesdites extrémités, et une pluralité d'ailettes en
matériau élastomere fixées sur la gaine, caractérisé par le fait
que ladite gaine protectrice est semiconductrice sur toute la
longueur séparant les ferrures d'ancrage.
L'isolateur électrique selon l'invention peut .
présenter en outre l'une au moins des caractéristiques sui-
vantes: .
- selon une première variante, la partie interne
semi-conductrice comprend la gaine protectrice, les ailettes
entourant ladite gaine étant en élastomère isolant chargé de
fa~on à avoir une bonne résistance au ch~minement et à
l'érosion , .
- la liaison entre la gaine et les ferrures
d'ancrage est obtenue par une bague semi-conductrice réalisée
dans le même matériau que celui constituant ladite gaine, et
fixee à la fois.. sur chaque extremite de la gaine et sur la ~::
paroi intérieure de la ferrure d'ancrage associee,
- la gaine semi-conductrice est adherisee sur toute
sa longueur au barreau, l'adherisation resultant d'un traite-
ment de vulcanisation, .
- la bague semi-conductrice est adherisee à la
gaine et à la paroi en regard de.la ferrure d'ancrage, l'ad-
herisation résultant d'un traitement de vulcanisation,
- l'élastomère constituant la gaine protectrice
est un élastomère charge d'au moins un composé du groupe com-
portant un noir de carbone a haute structure, un graphite pul-
vérise de granulométrie convenable, un oxyde de fer, un ~
oxyde de titane, et un oxyde d'etain, de façon à obtenir ~:
une conductivite convenable, .
- selon une autre variante, la partie interne
~ ,
~ 4
~;Z734
semi-conductrice comprend le barreau et le matériau de
scellement en contact avec chaque extremite dudit barreau et
la face int~erieure en regard de la ferrure d'ancrage associee,
la gaine entourant ledit barreau etant en elastomère isolant,
- le barreau est constitue au moins en partie de
fibres de carbone conductrices ayant une très grande resistan-
ce à la traction, impregnees d'une resine du type epoxyde ou
polyester,
- le materiau de scellement est charge de noir de
carbone à haute structure, permettant d'obtenir un excellent
contact électrique entre le barreau et les ferrures d'ancrage.
D'autres caractéristiques et avantages des modes
de réalisation préférentiels de l'invention apparaitront
plus clairement à la lumière de la description qui va suivre,
donnee à titre illustratif mais nullement limitatif, en ~
. ~.
reference aux figures de la planche unique de dessins annexee
où: ~
- la fig. 1 est une vue partielle en elevation
d'un isolateur de ligne conforme ~ l'invention,
- la fig. 2 est une coupe axiale, à une echelle
agrandie, d'une extremite de l'isolateur de la fig. 1.
D'aspect exterieur (fig. 1), un isolateur de
ligne 1 conforme à l'invention presente deux ferrures d'ancra~
ge 2 metalliques avec anneau d'accrochage 3, entre les-
quelles sont disposees une pluralité d'ailettes 4 et 5
en materiau elastomère avec une pièce de raccordement iso-
lante 6 en elastomère au voisinage desdites ferrures d'ancra-
ge, de sorte qu'aucun point de la gaine, et a fortiori du
barreau, ne se trouve directement expose à l'exterieur.
Fig. 2, l'isolateur 1 comporte donc d'abord un
barreau 7 de grande resistance mecanique à la traction,
~ _5_
, ~ .
73~
en matériau composite comprenant des ibres ou fils miné~
raux ou organiques aggloméres par une resine synthéti~ue
durcissable: on choisira par exemple un barreau de fibres
de verre imprégnées de résine époxy ou polyester. Cet iso-
lateur comporte aussi une gaine protectrice 8 en matériau ;~
élastomère fixée ~ur toute la surface du barreau 7 à
l'exception des extrémites dudit barreau qui sont encas-
trées dans les ferrures d'ancrage 2 au moyen d'un matériau
de scellement 9 entourant directement lesdites extrémités; ~ ~
la forme biconique adoptée pour le matériau de scellement `
et le logement de scellement 10 de la ferrure dlancrage est
largement décrite, quant à ses propriétés et à son mode
d'obtention, dans le brevet français no. 74 38 58~
délivré le 7 août 1978 au nom de Ceraver (inventeur: Laurent
Pargamin). Cet isolateur comporte enfin une pluralité
d'ailettes (la dernière 4 est seule ici visible) en matériau ~ t~ ,
élastomère fixees sur la gaine 8.
Une partie interne au moins de l'isolateur est
semi-oonductrice sur toute la longueur separant les ferru-
res d'ancrage : de ce fait, ladite partie interne restera
complètement protegee du contact avec les electrolytes, ; ;
éliminant alors les inconvénients dûs à une corroslon
électrochimlque, en particulier au contact des electrodes,
et procurera une répartition du champ favorable.
Selon une première variante, la partie interne semi-
conductrice comprend la gaine protectrice 8, les ailettes
4,5 entourant ladite gaine étant en élastomère isolant -
chargé de façon à avoir une bonne résistance au cheminement
et à l'érosion. La liaison entre la gaine et les ferrures
d'ancrage est obtenue par une bague 11 semi-conductrice réa-
- lisée dans le même matériau que celui constituant ladite
gaine, et fixée ~ la fois sur chaque extrémité de la gaine ;
1~ '.
. , , . ~ , . :: . : ., ... : :: ~ ::: ..
2~734
et sur la ~aroi interieure en regard de la ferrure d'ancra- .,
ge associee. .
On procède de la façon suivente: la gaine 8 est
extrudee a 120C environ sur le barreau traite et recouvert
d'un primaire d'accrochage classi~ue, puis est vulcanisee; ~:
la bague semi-conductrice ll moulee et enfilee sur la gaine ` ~ :
est positionnee par rapport a l'emplacement du materiau de
scellement 9Ipuis est vulcanisee a la fois sur la gaine et
sur la paroi en regard de la ferrure diancrage. Enfin, les
ailettes 4,5 enfilees bout a bout et appliquees les unes
contre les autres selon leurs interfaces sont assemblees
par vulcanisation sur la gaine. Ces differents traitements ;~ ;
de vulcanisation assurent une adheris~tion hautement perfor-
.
mante. La derniere operation est l'ancrage des extremites ,~
du barreau 7 conformement au brevet cite plus haut suivie du ~,
moulage.et de la vulcanisation des piaces de raccordement 6
pour une bonne adherisation de celles-ci sur la gaine et sur
: la face en regard de la ferrure d'ancrage.
L'elastomere constituant la gaine protectrice 8
est un elastom~re charge d'au moins un compose tel que
noir de carbone à haute structure, graphite pulverise
de granulometrie convenable, ou oxyde de fer, titane ou .
étain, de façon a obtenir une conductivité convenable. - .
Selon une autre variante, la partie interne semi- .;
conductrice comprend le barreau 7 et le matériau de sceIlement -
9 en contact avec chaque extrémité dudit barreau et la face
intérieure en regard de la ferrure d'ancrage associée, la .
gaine entourant ledit barreau étant en élastomere isolant.
On pourra éventuellement dans ce cas se passer de bague semi-
conductrice.
Le barre,au est alors avantageusement constitue au :
moins en partie de fibres de carbone conductrices ayant une
734
....
très gXan~e résistance ~ la traction, impregnées d'une
résine du type époxyde ou polyester. ~e matériau de scellement
est chargé de noir de carbone a haute structure permettant
d'obtenir un excellent contact entre le barreau et les
ferrures d'ancrage.
Pour l'obtention d'un isolateur conforme à cette ~ ~ `
,:
deuxième variante, on procèdera comme précédemment pour ,
l'extrusion et la vulcanisation de la gaine, et la fixation
par vulcanisation des autres pièces rapportées.
Il va de soi que l'invention ne saurait être
limitée aux exemples qui en ont été donnés à titre illustratif,
mais comprend toute variante reprenant avec des moyens
équivalents la définition générale de l'invention telle que
revendiquée. En particulier, les matières semi-conductrices
mentionnees pour la gaine protectrice et la bague d'une part ,
et pour le barreau et le materiau de scellement d'autre
part, ont ete citées à titre d'exemples préférentiels, mais
la liste desdites matieres ne saurait etre interpretee de
manière limitative.
. .
-8-
' .
