SEALED WINDING BASED ENVELOPE, AND COMPOSITE LIGHTNING ARRESTOR USING SAME

ENVELOPPE ETANCHE A BASE D'ENROULEMENT FILAMENTAIRE, ET PARAFOUDRE COMPOSITE EN FAISANT APPLICATION

Abrégé français

Enveloppe étanche à base d'enroulement filamentaire, et parafoudre
composite en faisant application
Enveloppe étanche à base d'enroulement filamentaire constitué de fibresde verre imprégnées de résine, pour un équipement susceptible de subir
d'importantes contraintes thermiques et d'être le siège de surpressions
internes, ledit enroulement étant adhérent à la surface extérieure dudit
équipement, caractérisée par le fait que ladite surface extérieure dudit
équipement revêtue dudit enroulement présente des zones non recouvertes
de fibres formant des alvéoles remplis de résine, le pourcentage de
surface non recouverte par des fibres étant au moins de l'ordre de 15 %.

Revendications

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REVENDICATIONS
1/ Enveloppe étanche à base d'enroulement filamentaire constitué de
fibres de verre imprégnées de résine, pour un équipement susceptible de
subir d'importantes contraintes thermiques et d'être le siège de
surpressions internes, ledit enroulement étant adhérent à la surface
extérieure dudit équipement, caractérisée par le fait que ladite surface
extérieure dudit équipement revêtue dudit enroulement présente des zones
non recouvertes de fibres formant des alvéoles remplis de résine, le
pourcentage de surface non recouverte par des fibres étant au moins de
l'ordre de 15 %.
2/ Enveloppe étanche selon la revendication 1, caractérisée par le fait
que ladite proportion varie entre 15 % et 35 %.
3/ Enveloppe étanche selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée
par le fait que ledit équipement présentant un axe de révolution,
l'angle de bobinage dudit enroulement par rapport à cet axe est compris
entre 30° et 60°.
4/ Parafoudre composite comprenant un empilement de pastilles en un
matériau de type varistance avec des ferrures d'extrémités, des moyens
pour assurer la liaison électrique dans tout l'empilement, et une
enveloppe formée d'un enroulement filamentaire en fibres de verre
imprégnées de résine, assurant un frettage radial dudit empilement avec
adhérence sur la surface latérale de cet empilement, ladite enveloppe
étant munie d'un revêtement à ailettes en élastomère injecté,
caractérisé par le fait que la surface latérale dudit empilement
présente des zones non recouvertes de fibres, dans une proportion au
moins de l'ordre de 15 %, lesdites zones formant des alvéoles remplis de
ladite résine.
5/ Parafoudre composite selon la revendication 4, caractérisé par le
fait que ladite proportion est comprise entre 15 % et 35 %.
6/ Parafoudre composite selon l'une des revendications 4 et 5,
caractérisé par le fait que l'angle de bobinage dudit enroulement
filamentaire par rapport à l'axe dudit empilement est compris entre 30°
et 60°.
7/ Parafoudre composite selon l'une des revendications 4 à 6,
caractérisé par le fait que lesdites pastilles ont leurs faces

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métallisées, qu'elles sont séparées par des entretoises sensiblement de
même diamètre qu'elles, collées sur lesdites faces métallisées, et que
lesdits moyens de connexion électrique comportent des ressorts de faible
pression associés à des lamelles métalliques appliquées respectivement
contre lesdites faces métallisées.

Description

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_; 1
Enveloppe étanche à base d'enroulement filamentaire, et parafoudre
composite en faisant application
La présente invention concerne une enveloppe étanche à base
d'enroulement filamentaire pour un équipement susceptible de subir
5 d'importantes contraintes thermiques ou des phénomènes d'arc électrique
et d'être alors le siège de surpressions internes.
Il peut s'agir par exemple d'un disjoncteur, d'un parafoudre etc...
Une enveloppe étanche à base d'enroulement filamentaire de fibres
de verre imprégnées de résine est décrite par exemple dans le brevet
10 francais n 2 619 244, pour protéger un parafoudre. Selon ce brevet on
réalise tout d'abord un empilement de pastilles en un matériau de type
varistance avec des entretoises, des ferrures extrêmes, et des moyens
pour assurer la continuité électrique d'une part entre les pastilles, et
d'autre part entre les pastilles et les deux ferrures ; puis on effectue
15 autour de cet ensemble un enroulement filamentaire de fibres de verre
imprégnées de résine, de manière telle qu'il assure une adhérisation et
un frettage raaial dudit empilement, sans compression iongitudinale
notable. Après la polymérisation de la résine de l'enveloppe ainsi
formée, on injecte sur elle un revêtement en matériau élastomère de type
20 E.P.D.M.
La fonction de cet enroulement est de solidariser les pastilles
entre elles, en étant très adhérent sur leur surface latérale, et en
présentant une résistance mécanique très élevée dans le sens radial.
Il peut arriver qu'un court-circuit interne de plusieurs Kilo-
Ampères soit initié à partir de pastilles diélectriquement affaiblies oupartiellement court-circuitées.
Il en résulte un échauffement excessif et un accroîssement très
important de la pression interne.
La sécurité exige que, quelles que soient les conditions, aucun
élément de l'équipement ne puisse être projeté hors de son enveloppe.
Or il ne peut être envisagé de mettre en oeuvre des soupapes qui
seraient beaucoup trop complexes pour des équipements considérés comme
des "produits consommables".
La présente invention a pour but de proposer un type d'enveloppe
susceptible de résoudre ce problème.

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2--
La présente invention a pour objet une enveloppe étanche à base
d'enroulement filamentaire constitué de fibres de verre imprégnées de
résine, pour un équipement susceptible de subir d'importantes
contraintes thermiques et d'être le siège de surpressions internes,
5 ledit enroulement étant adhérent à la surface extérieure dudit
équipement. caractérisée par le fait que ladite surface extérieure dudit
équipement revêtue dudit enroulement présente des zones non recouvertes
de fibres formant des alvéoles remplis de résine, le pourcentage de
surface non recouverte par des fibres étant.au moins de l'ordre de 15 /0.
10 Cette proportion varie de préférence entre 15 % et 35 %.
Lorsque l'équipement présente un axe de révolution et que l'on peut
définir l'angle de bobinage dudit enroulement par rapport à cet axe, cet
angle est choisi de préférence compris entre 30 et 60.
La présente invention a également pour objet un parafoudre
15 composite faisant application de l'enveloppe précédente, ledit
parafoudre comprenant un empilement de pastilles en un matériau de type
varistance avec des ferrures d'extrémités, des moyens pour assurer la
liaison électrique dans tout l'empilement, et une enveloppe formée d'un
enroulement filamentaire en fibres de verre imprégnées de résine,
20 assurant un frettage radial dudit empilement avec adhérence sur la
surface latérale de cet empilement, ladite enveloppe étant munie d'un
revêtement à ailettes en élastomère injecté ; ce parafoudre est
caractérisé par le fait que la surface latérale dudit empilement
présente des zones non recouvertes de fibres, dans une proportion au
25 moins de l'ordre de 15 %, lesdites zones formant des alvéoles remplis de
ladite résine.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
apparaitront au cours de la description suivante de modes de réalisation
donnés à titre illustratif mais nullement limitatif. Dans le dessin
30 annexé, les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe partielle
de parafoudres selon l'invention.
Comme cela apparaît dans la figure 1, on part de deux ferrures
d'extrémités 3 et d'un ensemble de pastilles 1 en oxyde de zinc,
métallisées suivant leurs faces planes 6. On réalise un empilement ayant
35 un axe commun 10 en interposant entre les pastilles 1 des entretoises

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tubulaires 2, qui peuvent être métalliques ou isolantes. Elles
présentent un évidement 12 permettant un guidage radial des pastilles 1,
et un logement interne 13 ; de même, les ferrures 3 comportent un
évidement 15 et un logement 1~.
Afin d'assurer la continuité électrique, on dispose dans les
logements 13 et 14 des lamelles métalliques 11 en contact avec les faces
métallisées 6 des pastilles 1 avec des ressorts 7 de faible pression.
Tout cet ensemble est mis en place dans un dispositif pour la
réalisation de l'enroulement filamentaire.
On enroule autour de l'empilement des fibres 4 de manière à
réaliser des rubans formant un treillis laissant libres des zones
alvéolaires 16. Le pourcentage de surface représentée par les zones 16
par rapport à l'ensemble de la surface de l'empilement 1 est de 25 %.
Les fibres sont imprégnées de résine et les zones 16 sont remplies de
15 cette résine. L'angle du bobinage par rapport à l'axe 10 est compris
entre 30 et 60~.
Après polymérisation de la résine, l'enveloppe formée est
parfaitement adhérente aux surfaces latérales des ferrures 3, des
entretoises 2 et des pastilles l.
On assure ainsi un frettage radial sans compression axiale notable
sur l'ensemble de l'empilement.
Au moment du bobinage, les entretoises 2 onr une fo,ction
d'étanchéité et empêchent la résine imprégnant les fibres 4 de
s'infiltrer entre les pastilles 1. Ces entretoises peuvent être
25 réalisées en une résine analogue à celle de la résine d'imprégnation de
manière à favoriser encore l'adhérence de l'enveloppe.
Après polymérisation de cette enveloppe, on injecte sur elle un
revêtement à ailettes 5 en élastomère, par exemple en E.P.D.M, ou autre
matériau isolant.
Cette liaison mécanique entre l'enveloppe et l'empilement est
totalement indépendante des moyens de connexion électrique entre les
pastilles, et entre les pastilles et les deux ferrures 3.
Si un court-circuit interne est initié au niveau des pastilles 1,
les arcs et les gaz ont tendance à s'évacuer préférentiellement au
35 niveau des zones 16 où la résine non armée peut être détruite. Ceci
.,
~.~

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n'endommage pas les fibres de l'enroulement ni la structure globale du
parafoudre. Il n'y a donc pas de risque de séparation des pastilles 1
les unes des autres, ou de projection de fragment de pastille vers
l'extérieur. Il en résulte un avantage important du point de vue de la
5 sécurité.
Dans la variante de la figure 2, les entretoises 22 ne présentent
plus d'évidement 12, mais ont le même diamètre que les pastilles 1 et
sont collées sur les faces métallisées 6 de ces pastilles. Il en est de
même pour les ferrures d'extrémités 23. Cette disposition évite que la
10 résine ne pénètre entre les pastilles.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation
qui viennent d'être décrits. Le mode de bobinage illlstre peut et~_
remplacé par toute autre disposition laissant sur la face de
l'empilement une pluralité de zones 16 régulièrement réparties, mais de
15 forme quelconque, dont la surface totale soit au moins de l'ordre de 15
à 35 % de la surface latérale de l'empilement.
De plus, l'invention s'applique à tout parafoudre comportant un
enroulement filamentaire, quelle que soit la structure interne de ce
parafoudre. L'invention s'applique également à tout équipement
20 électrique ou autre muni d'une enveloppe à base d'enroulement
filamentaire.
. ~

Dessin représentatif