Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
- i~
- 1 131081 1
Procédé de fabrication d'un parafoudre e-t parafoudre obtenu par ce procédé
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un
parafoudre et un parafoudre obtenu par ce procédé.
Un parafoudre est un dispositif placé entre la phase et la masse
d'une ligne haute-tension et qui permet de limiter l'amplitude et la
durée des surtensions atmosphériques (choc dû à la foudre et phénomènes
d'induction dans les conduc-teurs), ou des surtensions électriques
temporaires du réseau (choc de manoeuvre).
Les fonctions d'un parafoudre sont donc d'une part de supporter en
permanence la tension nominale de service, et d'autre part d'écouler le
fort courant de décharge apparaissant lors d'une surtension temporaire,
de façon à pro-téger les appareillages de la ligne (transformateurs....).
: Ces fonctions sont généralement assurées par une âme en un matériau
du type varistance, à base par exemple d'oxyde de zinc ZnO, dont la
~ 15 résistivité élec-trique est fortement non linéaire en fonction de la
-~ tension appliquée.
Cette caractéristique de non linéarité permet à un tel parafoudre
de laisser passer : .
- un courant faible (par exemple de l'ordre de 0.5 mA/cm2) lorsque la
tension de service est appliquée de fa~on permanente au parafoudre qui
présente alors une résis-tance très grande. Ce couran-t est essentielle-
ment d'o~igine capacitive puisque la permi-ttivité relative de telles
varistances est très élevée,
- un courant fort, pouvant attsindre plusieurs dizaines de kiloampères,
lorsque la tension appliquée atteint un seuil d'amorsage à partir duquel
la résistance des varistances devient très faible.
On connaît différentes structures de parafoudres mettant en oeuvre
une âme centrale comprenant plusieurs pastilles cylindriques empilées;
en matériau de type varistance, et deux ferrures extrêmes en contact
électrique avec les pastilles, par exemple par l'intermédiaire de
ressorts.
l a - 1 3 1 0 8 t 1
Ainsi dans la demande de brevet britannique no.
2 073 965 délivrée le 2 mai 1984 et ayant pour inven-teur
R. M. DOONE est décrite une âme centrale comprenant
plusieurs pastilles cylindriques empilées et percees de
trous dans lesquels passe un barreau isolant qui assure à
cette âme une certaine rigidité mecanique. ~'âme centrale
et les deux ferrures extrêmes sont liées mécaniquement par
une enveloppe commune
/
-
131081 1
- 2 -
thermorétractable.
Une telle disposition ne donne pas toujours des résultats
électriques satisfaisants car le frettage des parois latérales de
l'empilement de pastilles par une enveloppe thermorétractable n'est
5 jamais parfait. Il ne permet pas notamment de combler les imperfections
de surface de l'âme centrale, qui peuvent être dues à l'état de surface
proprement dit de chaque pastille, ou à des défauts de centrage des
pastilles les unes par rapport aux autres. La présence d'air entre l'âme
et l'enveloppe thermorétractable ou entre l'âme et le barreau central
10 peut entraîner à la longue une activité d'arcs électriques à l'intérieur
du parafoudre, préjudiciable au bon comportement du parafoudre.
La présente invention a pour but de réaliser un parafoudre à coût
réduit ne présentant pas les inconvénients des parafoudres précédemment
décrits.
Ia présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un
parafoudre comprenant deux ferrures extrêmes de part et d'autre d'une
âme centrale sensiblement cylindrique formée d'un empilement de
pastilles en matériau de type varistance, percées de trous par lesquels
.elles sont enfilées sur un jonc central en matériau stratifié,
20 caractérisé par le fait
- - que l'on met en compression par l'intermédiaire dudit jonc l'ensemble
dudit empilement contre deux faces en regard desdites ferrures,
- que l'on remplit l'espace compris entre le jonc et lesdites pastilles
- par coulée ou injection d'un matériau isolant, l'ensemble ainsi réalisé
étant parfaitement rigide,
- que l'on surmoule sur ledi-t ensemble un revêtement en élastomère de
type EPDM parfaitement adhérent à toutes les surfaces de l'âme et des
ferrures qu'il recouv~e.
Selon un mode de réalisation particulier ladite âme comporte des
30 entretoises métalliques évidées intercalées entre des pastilles ; grâce
à ces évidements ledit espace compris entre le jonc et lesdites
pastilles est rempli d'élastomère au moment du surmoulage dudit
revêtement.
Afin de mettre en compression ledit empilement de pastilles contre
35 deux faces en regard desdites ferrures on peut effectuer les opérations
- 131~81 1
-- 3 --
suivantes :
- on fixe une première extrémité dudit jonc dans la première ferrure,
- on enfile lesdites pastilles sur ledit jonc,
- on fixe la seconde extrémité dudit jonc dans la seconde ferrure,
5 - on met en traction longitudinale l'ensemble obtenu de manière à
pouvoir obtenir au sein de l'empilage un espacement permettant le
passage d'une cale évidée,
- on relâche la traction.
L'épaisseur de la cale est choisie en fonction de la charge de
10 précontrainte souhaitée sur les pastilles.
Ladite cale peut être placée entre deux pastilles ou entre une
pastille et l'une desdites ferrures. Bien entendu, il convient d'assurer
dans tous les cas la continuité électrique entre la cale et la face en
regard de la pastille par l'intermédiaire d'une rondelle métallique.
Selon un autre mode de mise en oeuvre, lesdites pastilles sont
maintenues avec le jonc sous compression longitudinale grâce à des
ressorts disposés entre lesdites faces desdites ferrures et les
extrémités dudit empilement de pastilles.
Les extrémités du jonc peuvent être fixées à l'intérieur de leurs
20 ferrures respectives par collage ou rétreint.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
apparaîtront au cours de la description suivante de modes de réalisation
donnés à titre illustratif mais nullement limitatif. Dans le dessin
annexé :
25 - La figure 1 est une vue en coupe partielle schématique d'un parafoudre
obtenu à l'aide du procédé selon l'invention.
- Les figures 2A à 2F montrent schématiquement en coupes partielles les
: phases du procédé selon l'invention aboutissant à un parafoudre (figure
2F) analogue à celui de la figure 1.
30 - La figure 3 est une vue en coupe partielle schématique d'un autre mode
de réalisation d'un parafoudre obtenu par le procédé selon l'invention.
Les parafoudres 100 et 200 visibles dans les figures 1 et 2F sont
obtenus par le procédé selon l'invention schématisé dans les figures 2A
à 2E.
On part d'un jonc 1 cylindrique en fibres de verre imprégnées de
_ 4 ~ 131081 1
résine, dont une première extrémité est fixée par manchonnage (flèches
4) dans une ouverture 3 prévue dans une première ferrure d'extrémité 2
(voir figure 2A).
On enfile ensuite sur le jonc 1 dans le sens de la flèche 11
plusieurs pastilles cylindriques 6, 7, 8 en oxyde de zinc ou matériau
analogue du type varistance (voir figure 2B). On prévoit une rondelle
métallique 10 à l'extrémité de l~empilage.
Comme cela apparaît dans la figure 2C, on fixe la seconde ferrure
20 sur la seconde ex-trémité du jonc 1 par un manchonnage schématisé par
les flèches 24. On a réalisé un ensemble compact.
Au niveau de la figure 2D on applique une traction longitudinale 26
aux deux extrémités 25 des ferrures de manière à laisser un intervalle
suffisant pour introduire dans l'empilement une cale métallique 27
présentant un évidement 28.
Après relâchement de la pression, on aboutit à la structure de la
figure 2E où le jonc est précontraint et assure la cohésion et le
guidage de l'empilement des pastilles 6, 7, 8....
On introduit alors par coulée un mélange isolant remplissant
l'intervalle cylindrique existant entre la face extérieure du jonc 1 et
les faces internes des pastilles. A titre d'exemple ce remplissage peut
être effectué à partir d'orifices non illustrés prévus dans les ferrures
d'extrémité. Il en résulte un ensemble mécanique parfaitement étanche et
rigide.
La dernière opération consiste à surmouler sur cet ensemble un
revêtement à ailettes 30 en élastomère EPDM qui adhère parfaitement à
toute la surface extérieure de l'ensemble précité. (Figure 2F).
Si on a intercalé entre deux pastilles d'oxyde de zinc une
entretoise métallique épaisse évidée, il est inutile d'effectuer un
remplissage préalable de la cavité interne par un mélange isolant, le
remplissage s'effectuant au moment du surmoulage du revêtement 30.
Dans la figure 1, on retrouve les mêmes éléments que dans la figure
2F. Le parafoudre 100 a également le jonc 1 précontraint et une cale
évidée métallique interposée référencée 45 entre les deux pastilles 6 et
7 avec deux rondelles métalliques 46 assurant la continuité électrique.
On peut prévoir de disposer plusieurs cales en fonction de la
t3tO81 ~
-- 5 --
précontrainte choisie.
Le parafoudre 300 de la figure 3 comporte également un jonc 1 sur
lequel sont enfilées des pastilles percées 6, 7, 8. Les extrémités du
jonc 1 sont manchonnées ou collées dans des cavités 55 prévues dans des
ferrures d'extrémités 52 et 53 présentant en outre des épaulements 56 et
57.
Elles comprennent enfin des cavités contenant des ressorts 61 et 63
appliqués sur les extrémités de l'empilement par l'intermédiaire de
rondelles métalliques 62 et 64.
Un mélange isolant peut être introduit par des orifices 70 afin de
combler les vides pouvant exister entre le jonc 1 et les pastilles 6, 7,
8. Ce mélange est choisi de manière à ne pas annihiler la fonction de
compression des ressorts 61 et 63. On réalise enfin par surmoulage le
revêtement 30.
Comme dans le cas précédent, on peut placer éventuellement des
entretoises métalliques évidées entre les pastilles de manière à
favoriser la pénétration de l'élastomere au moment du surmoulage et à
éviter l'opération intermédiaire de remplissage précédemment décrite.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation
décrits et représentés. On pourra, sans sortir du cadre de l'invention,
remplacer tout moyen par un moyen équivalent. Ainsi la cale en matériau
conducteur peut être pleine, fendue, en éventail à base de lamelles
etc...
L'EPDM a été donné comme exemple d'élastomère, mais tout autre
revêtement isolant peut être envisagé, par exemple à base de résine
chargée ou non...
