Brevet FR2002806A1 — publié le 19691031

î 2002806 La présente invention concerne des isolateurs électriques, plus particulièrement des isolateurs en verre, en porcelaine ou en matière plastique destinés à servir d'organes structuraux ou de parties d'outils pour conducteurs sous ten-5 sion, ou "bien de tiges d'actionnement d'interrupteurs sous tension, isolateurs qui ont une forme tubulaire et qui peuvent qu non contenir un noyau ou âme, par exemple un noyau dont la résistance à la traction et/ou à la flexion est supérieure à celle de l'isolateur tubulaire qui l'entoure. Pour conserver 10 la résistance électrique d'un tel isolateur, l'isolateur ou, si ce dernier comporte un noyau, l'espace annulaire compris entre le noyau et le tube entourant ce noyau, et, dans certains où le noyau est tubulaire, le noyau lui-même, peuvent être remplis avec-une matière dont le rôle principal est d1exclure 15 le risque qu'une atmosphère humide ou par ailleurs nuisible du point de vue électrique se développe à l'intérieur de l'isolateur. A cette fin, on a suggéré un remplissage en vrac avec des matières expansées à cellules fermées. Toutefois, il est possible que l'on n'obtienne pas toujours le maintien de la 20 résistance électrique auquel on s'attend ou, si on l'obtient initialement, il peut se faire qu'il ne persiste pas dans les conditions d'utilisation. Il peut se faire qu'on ne l'obtienne pas en raison de la création de poch.es ou vides relativement importants au sein de la matière expansée ou à une interface 25 entre cette matière et le noyau ou le tube pendant l'opération de montage; si on l'obtient initialement, il se peut qu'il ne persiste pas du fait qu'en raison des variations de température dans les conditions d'utilisation de liaison entre la matière expansée et l'une des parois ou les deux parois qui la contien-30 ne, ou même la matière expansée elle-même, peuvent s-.e rompre du fait d'un retrait ou d'une dilatation différentiels, ce qui fait que des vides de dimensions importantes peuvent prendre naissance à la limite intérieure ou extérieure du remplissage de matière expansée ou à l'intérieur de ce remplissage. En outre, jbrs 35 de l'application d'une charge de traction ou de flexion à la structure composite, le remplissage de matière expansée, sa liaison à l'élément tubulaire et le noyau, s'il existe, risquent d'être soumis à un excès de contrainte, ce qui entraîne la formation immédiate ou éventuelle de vides, de dimensions telles 40 ^ue les propriétés électriques s'en trouvent diminuées. 69 0522Î 2 2002806 La présente invention a pour objet un isolateur tubulaire rempli qui ne présente pas les inconvénients précités des isolateurs remplis de matière expansée du genre proposé jusqu'à présent» 5 Conformément à la présente invention, la demande resse a créé un nouveau type d'isolateur tubulaire rempli dans lequel le remplissage est constitué par un grand nombre de granules isolantes qui sont creux ou en une matière expansée noyée dans une matrice d'une résine flexible ou d'une matière élastomère. le terme "matrice" est utilisé iGi dans le sens où la matière de la matrice occupe une partie peu importante en volume de l'espace total occupé par la matière compositeo Du fait qu'ils sont de dimensions faibles par rap-15 port à l'espace occupé par le remplissage, c'est-à-dire par rapport à l'alésage de l'isolateur ou à l'espace libre radial entre l'isolateur et son noyau isolant, de tels granules peuvent comporter des cellules fermées dont on peut s'attendre à ce que les dimensions soient uniformément faibles» 20 Du fait que les granules sont noyés dans une ma trice d'une résine flexible ou d'une matière élastomère, on peut comprimer leur volume et/ou les déformer dans n'importe quelle direction nécessaire pour que le remplissage puisse se prêter de lui-même facilement à une dilatation et à un retrait 25 thermiques de l'isolateur se traduisant par des variations de volume de l'espace rempli et par des déplacements relatifs entre l'isolateur et son noyau en raison des variations de température ou de charge mécanique. En outre, 1'encapsulation des granules supprime, ou tout au moins diminue la diffusion 3° de gaz à travers les parois très minces des granules, ce qui réduit le risque d'un aplatissement progressif des granules ou de leur contamination par des gaz nuisibles en provenance de l'atmosphère» les granules de matière isolante expansée peuvent 35 être sphériques, sphéroïdaux ou prismatiques ou avoir toute autre forme appropriée. S'ils sont sphériques et en matière expansée, il ne faut pas, de préférence, que leur diamètre soit supérieur à 3 mm. S'ils ont la forme de sphères creuses, ils doivent être beaucoup plus petits. 40 la matrice sera normalement formée à partir d'une ©AD ORIGINAL 69 05221 3 2002806 composition liquide que l'on peut faire durcir de manière à obtenir une résine flexible ou une matière élastomère, sans séparation d'un solvant quelconque et sans dégagement de gaz ou de -vapeur, à une température qui n'est pas néfaste pour les gra-5 nules ou pour d'autres parties de l'isolateur. La demanderesse préfère des compositions qui durcissent sans application extérieure de chaleur. Lorsque l'on utilise une telle composition liquide capable de durcir, on peut introduire les granules à l'état sec dans l'espace à remplir et on peut introduire ensui-10 te la composition liquide après avoir fait le vide dans les interstices entre les granules et entre ceux-ci et la ou les parois qui les enferment. Dans une variante, on peut ajouter les granules à la composition liquide et on peut introduire le mélange dans l'espace à remplir, cela sous vide comme dans les 15 procédés classiques de fabrication de corps en résine moulée. Dans les deux cas, de préférence, on traite au préalable la surface interne de l'isolateur tubulaire et, si un noyau est présent, la surface externe de ce noyau, par exemple en les soumettant à un dégraissage et/ou à un grenaillage pour enlever 20 Ie poli et, dans le cas de moulages en résine, pour enlever les matières de démoulage et/ou en appliquant un revêtement d'apprêt pour assurer une adhérence ultérieure entre ses surfaces et la matrice solidifiée., Lorsque le coefficient de dilatation des parties 25 constitutives de l'isolateur rempli et la gamme de températures de fabrication ou de fonctionnement de l'isolateur sont tels que la matière de remplissage risque d'être soumise à des forces de contraction excessives, il peut être désirable d'appliquer une pression à la matière de remplissage se trouvant dans l'isola-30 teur pendant le durcissement de la composition liquide. Pour que l'invention puisse être mieux comprise, on va en outre la décrire à titre d'exemple en se référant au dessin annexé sur lequel : la fig. 1 est une élévation partiellement en coupe 35 d'un isolateur tubulaire rempli ; Isa fig. 2 à 4 sont des coupes fragmentaires schématiques montrant une partie du remplissage de l'isolateur dans des conditions différentes. L'isolateur comprend un noyau 1, les fibres de verre 40^-lie es "'par de la résine (qui contribue à donner à l'isolateur SAD ORIGINAL 69 05221 4 2002806 la plus grande partie de la résistance à la traction et à la flexion), entouré par un tube 2 en une résine époxy cycloali-phatique résistant aux "traînées" (courant de suite) et qui peut supporter des ailettes 3« l'espace annulaire entre le 5 noyau et le tube est rempli avec une matière composite 4 comprenant un grand nombre de granules 5 de polyuréthane expansé à cellules fermées (fig. 2) noyées dans une matrice 6 d'une résine époxy cycloaliphatique rendue flexible. Des raccords terminaux 7 complètent l'isolateur» la forme et/ou les dimensions des granules 5 peuvent varier jusqu'à un certain degré, comme indiqué sur la figure 1, mais, pour des raisons de clarté, c-es granules ont été représentés sur la figure 2 comme étant exactement sphériques et ayant le même diamètre» 15 lorsque la couche de remplissage se trouve compri mée en raison, par exemple, de la dilatation du noyau 1 par rapport au tube 2, le volume des granules diminue par compressions, comme représenté sur la figure 3 ; un déplacement relatif entre le noyau et le tube entraîne par ailleurs, la dé-20 formation des granules sans modifier obligatoirement leur volume, comme on peut le voir sur la figure 4. Dans un exemple particulier de l'isolateur représenté sur la figure 1, le tube 2 a un diamètre intérieur de 100 mm, la tige 1 a un diamètre de 70 mm et les granules du 25 remplissage se trouvant dans l'espace libre radial de 15 mm sont, grosso modo, sphériques et ont un diamètre moyen de 0,3 mm. BAD ORIGINAL 69 05221 5 2002806 REVENDICATIONS 1» Isolateur tubulaire rempli caractérisé par le fait que le remplissage est constitué par un grand nombre de granules isolants creux ou de granules en matière isolante expansée 5 noyés dans une matrice d'une résine flexible ou d'une matière élastomère# 2. Isolateur tubulaire suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient un noyau dont la résistance à la traction et/ou à la flexion est supérieure à celle 10 de l'isolateur tubulaire qui l'entoure, le remplissage occupant un espace annulaire entre l'isolateur tubulaire et le noyau. 3. Isolateur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les granules sont sphériques. 4. Isolateur suivant la revendication 3» caractéri-15 sé par le fait que les granules sont en une matière isolante expansée et que leur diamètre n'est pas supérieur à 3 mm. 5. Isolateur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les granules sont sphéroïdaux ou prismatiques. 6. Isolateur suivant n'importe laquelle des reven-20 dications précédentes, caractérisé par le fait que la matrice est une résine flexible ou une matière élastomère formée par durcissement d'une composition liquide, sans séparation d'un solvant quelconque et sans dégagement de gaz ou de vapeur. 7o Procédé pour fabriquer un isolateur tubulaire 25 rempli tel que celui de la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il consiste à introduire, à un état sec, un grand nombre de granules isolants creux ou de granules en matière isolante expansée dans l'espace à remplir, sensiblement de manière à combler cet espace, à faire le vide dans les interstices 30 entre les granules et entre ces granules et la ou les parois qui les enferment et à introduire dans les interstices une composition liquide que l'on peut faire durcir de manière à obtenir une résine flexible ou une matière élastomère sans séparation de solvant et sans dégagement de gaz ou de vapeur à une tempé-35 rature qui n'est pas nuisible aux granules ou à d'autres parties de l'isolateur et, enfin, à laisser ou faire durcir la composition liquide de la façon spécifiée. 8. Procédé pour fabriquer un isolateur tubulaire rempli suivant la revendication 7, caractérisé par le fait 40 qu'il consiste à mélanger des granules isolants creux ou des BAÛ OR'GfNAL 69 05221 6 2002806 granules en matière expansée avec une composition liquide que l'on peut faire durcir de manière à obtenir une résine flexible ou une matière élastomère sans séparation de solvant et sans dégagement de gaz ou de vapeur à une température qui 5 n'est pas nuisible aux granules ou à d'autres parties de l'isolateur, à introduire le mélange sous vide dans l'espace à remplir et à laisser ou faire durcir la composition liquide de manière qu'elle durcisse de la façon spécifiée, la quantité de granules étant telle que la résine flexible ou la matière 10 élastomère forment une matrice dans laquelle sont noyéé les granules» 9o Procédé suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que l'on applique une pression à la matière de remplissage pendant le durcissement de la composition 15 liquideo lOo Procédé suivant n*importe laquelle des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que la composition liquide est une résine époxy cycloaliphatique rendue flexible. 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