Brevet FR2051576A1 — publié le 19710409

i 2051576 Les isolateurs à haute tension connus sont habituellement réalisés en porcelaine ou en verre dont le coefficient de dilatation est relativement élevé, et en général supérieur à 40» 10~^/°C lia présente invention a pour objet la réalisation d'isolateurs à haute tension qui ne soient pas dé-15 truits par les effets d'un arc électrique et dans lesquels aucune explosion ne puisse avoir lieu, en particulier lors d'une décharge électrique» Un autre objet de la présente invention est de réaliser des isolateurs à haute tension qui puissent être 20 fabriqués selon un procédé plus simple que les procédés connus. En particulier, il n'est pas nécessaire de refroidir les isolateurs à haute tension conformes à la présente iaveatioa après leur raoulag® et avant la transfossatioB saigQeaeat pour effectuer un contrôle optique de qualité» 25 ïïb autre objet de la présents iaveation est de réaliser des isolateurs à haute tension ne comportant plus les blindages de protection contre l'are électrique qui sont habituellement prévus pour éviter la destruction des isolateurs. les isolateurs à haute tension objet de la présente in-30 vention sont donc construits d'une maœière plus simple et à meilleur marché que les isolateurs connus» Les isolateurs à haute tension conformes à la présente invention sont réalisés en verre-céramique ou verre transparents et possèdent un coefficient de dilatation proche 35 de zéro. Le coefficient de dilatation est de préférence infé= —v rieur à 15 • 10 /®C de façon que lors d'une décharge électrique disruptive l'isolateur ne soit pas détruit à la suite de la formation de fissures dues aux tensioas thermiques et que l'isolateur puisse continuer à remplir parfaitement sa fonction 40 après la sollicitation due à l'arc électrique;, exception faite 70 24910' 2 2051576 d'un claquage électrique. Dans le cas d'un parafoudre dont l'isolation externe est réalisée conformément à la présente invention un arc électrique de haut voltage se produisant à l'intérieur de 5 l'appareil ne provoque pas une destruction explosive de l'isolation externe, le parafoudre doit cependant être remplacé si l'arc électrique parvient à trouver un chemin à travers l'isolation externe vers l'extérieur grâce à une fusion partielle de la cloison externe, ce qui conduit à la destruction de l'écla-10 teur. Le danger aux alentours est cependant limité par l'emploi •jonforme à l'invention de verre-céramiques ou verre ayant un coefficient de dilatation proche de zéro. Les isolateurs à haute tension conformes à la présente invention présentent d'autre part l'avantage que lors 15 du procédé de fabrication, par exemple lors de la fabrication d'isolateurs moulés, il n'est pas nécessaire de refroidir l'isolateur avant sa transformation à l'état cristallin uniquement pour effectuer un contrôle optique de qualité ; ce refroidissement peut au contraire être effectué juste après le moulage en 20 vue de la transformation. Un contrôle optique de la présence de bulles gazeuses ou de stries peut être fait postérieurement à la transformation et après un refroidissement rapide. Le progrès réalisé pai' ce procédé est considérable si l'on songe aux contrôles de qualité par ultra-sons qui sont utilisés dans l'in-23 ci us trie de la porcelaine et qui sont des procédés difficiles et peu sûrs» De plus, il est possible dans le cas de certains isolateurs particuliers9 comme par exemple les têtes de câble, de contrôler l'état de la matière sans coupeur le courant ce qui n'est pas possible avec les isolateurs en porcelaine en raison 30 de leur opacité. Dans le cas des parafoudres, une isolation externe transparente en verre-céramique est de plus particulièrement intéressante car elle permet un contrôle supplémentaire des garnitures intérieures que constituent par exemple les éclateurs, les résistances variables en fonction de la tension, les 35 écrans statiques, etc. Les isolateurs conformes à la présente invention peuvent être par exemple réalisés à partir d'un verre de base de la composition suivante s Exemple 1 40 S102 67j>7 - 69,6 $ en poids BAD ORIGINAL 70 24910 3 2051576 10 ^2^3 18,7 » 19,2 $ en IiigO 2,8 - 2,9 gs Na20 0,7 ii CaO 0,8 - 2,2 « MgO 0 «a 0 - 2,5 m ZnO 0,0 - 5,0 M TiOg 1,5 n Zr°2 1,8 ti st2o3 1,0 il 15 où la somme CaO + MgO + ZnO représente 3,3 à 5*8 # en poids et oÈi le rapport en poids MgO + ZnO/CaO est compris entre 1,4 et 6,6. On peut également citer d'autres exemples Exemple 2 62 j O 20 25 30 35 SiOg Al 2O3 P2°5 Li20 ZnO MgO BaO CaO Ti02 Zr02 ASgO^ et 40 Si02 -Al2 0^ P2°5 li20 - ZnO MgO 21,3 0,7 2.7 6,0 1,0 1,3 0,5 1.8 ■ 2,0 « 0,7 10090 i<> en poids Exemple 3 60 tfo en poids 2A « 57 -21 -6 - 3,3 8 3,6 1,5 - 2,0 0,5 - 0,9 70 24910 4 2051576 Ti°2 Zr02 -As20^ ÏTa90 5 où. les compositions contiennent plus de 90 $ en poids de compositions correspondant à un cristal mixte à structure de quartz dejla formule générale ^2-2(v + 0<> -^2% ° x-AlP0^a(y-2x) SiOg.» ^ Les matières obtenues dans les exemples précédents ont des coefficients de dilatation dont la valeur absolue est au moins inférieure à 10 x 10°a^/°C. Le dessin annexé illustre à titre d'exemple des isolateurs à haute tension conformes à la présente 15 invention. La figure 1 représente un parafoudre comportant une résistance 1 variable avec la tension, un éclateur 2 et une isolation externe 3 en verre céramique ou en verre conformes à la présente invention» 20 La figure 2 représente un isolateur à capot et tige avec une isolation externe 3 conforme à l'invention. La figure 3 représente uk isolateur à tige avec un corps isolant 3 conforme à l'invention» 25 La figure 4 représente un isolateur de tête de câble comportant un remplissage 4 et un corps isolant conforme à 1'invention» 2,0 - 3,0 i> en poids 1,7 - 2,0 » 0,5 - 1,0 " 0,5 - 0,6 « 70 24910 5 2051576 10 15 R E V-E INDICATIONS 1. Isolateurs à haute tension caractérisé par le fait qu'ils sont réalisés en verre-céramique ou en verre transparents, possédant un- coefficient de dilatation thermique très proche de zéro# 2. Isolateurs à haute tension selon la revendication 1 caractérisés par le fait que la valeur absolue du coefficient de dilatation thermique est inférieure à 15 . 10~7/°C. 3. Isolateurs à haute tension selon la revendication 1 caractérisés par le fait que la valeur absolue du coefficient de dilatation thermique est inférieure à 10 . 10~7/®C. 4» Isolateurs à haute tension selon la revendication 1 caractérisés par le fait que le verre de base possède la composition suivante s Si02 67,7 - 69,6 $ en poids A1203 18,7 - 19,2 " 20 IiigO 2,8 « 2,9 " Na20 0,7 n n n u n CaO 0,8 ~ 2,2 MgO 0,0 - 2,5 25 ZnO 0,0 » 5,0 Ti02 1,5 Zr02 1,8 « Sb205 1,6 « 30 dans laquelle la somme CaO + MgO + ZnO représente 3,3 à 5,8 # en poids et le rapport en poids MgO + ZnO/CaO est compris entre 1,4 et 6,6. 5. Isolateurs à haute tension selon la revendication 1 caractérisés par le fait que le verre de base pos-35 sède la composition suivante s Si02 62P0 A1203 21,3 5Î P205 0, 7 » 40 Li20 2 j7 K 70 24910 ê 2051576 10 15 20 25 ZnO MgO BaO OaO Ïi02 Zr02 .A s2 0^ 6,0 1,0 1,3 0„5 1,8 2,0 0,7 $ en poids 100 90 6. Isolateurs à haute tension selon la revendication 1 caractérisés par le fait que le verre de base possède la composition suivante s Si02 57 - 60 $> en ; il205 21 - 24 n P205 6 - , 8 n Ii20 3,3 - 3,6 n ZnO 1,5 - 2,0 n MgO 0,5 - 0,9 h ■ Ti02 2,0 - 3,0 ii Zr02 1,7 -- 2,0 n 0,5 - 1,0 n Ua20 0,5 •" 0,6 n 30 dans laquelle les compositions obtenues comprennent plus de 90 $> en poids d'une composition correspondant à un cristal mixte à structure de quartz de la formule générale li 2-2(v + w vZnw o O » _A120j oXAlPO^, (y-2x) Si02