Brevet FR2030337A1 — publié le 19701113

-1- 70 04121 2030337 La présente invention a trait a des isolateurs électriques comprenant un corps fait dè préférence en céramique, auquel est fixée une bride. La pratique courante pour munir un corps d'isolateur 5 en céramique d'une bride de montage consiste à fixer une bride métallique distincte au moyen de l'un ou l'autre ciment ou adhésif, comme du ciment Portland, un lut à base de soufre ou une résine époxyde. Parfois une bride en porcelaine est venue d'une pièce avec le corps d'isolateur et l'isolateur entier est 10 monté en place au moyen d'une bride métallique distincte. L'inconvénient principal des brides métalliques distinctes fixées par un ciment, un lut ou un adhésif est le coût élevé de la bride et de sa fixation à l'isolateur. l'invention a de manière générale pour but de procurer 15 un isolateur électrique perfectionné dont le coût soit réduit et qui présente en outre une certaine flexibilité de caractère permanent* A cette fin, suivant l'invention, il est prévu un isolateur électrique comprenant un corps d'isolateur muni d'une bri-20 de faite d'une manière résineuse coulée en place sur la face extérieure du corps. L'invention sera rilcrite en détail avec référence aux dessins annexés, dans lesquels ï Figure 1 est une vue en élévation, un quart vu en coupe, 25 d'un corps d'isolateur avec bride faisant, dans le cas considéré, partie d'une borne de traversée isolée conforme à l'invention; Figure 2, est une vue en bout du corps d'isolateur avec bride de la figure 1, mais sans la tige conductrice ; Figure 3 est une vue partielle à plus grande échelle 30 du joint entre la bride en résine époxyde coulée en place et le corps en porcelaine se trouvant a l'intérieur de la bride ; Figure 4 illustre une variante de corps d'isolateur en forme de "bouteille" avec bride pour appareil de connexion à structure cellulaire et blindage métallique, également conforme 35 à l'invention ; Figure 5 représente une vue en bout de l'isolateur en forme de "bouteille" avec bride de la Figure 4 ? 70 04121 •2- 2030337 Figure 6 représente un autre isolatêur en forme de "bouteille" avec bride conforme a l'invention, et Figure 7 représente une variante de réalisation. Comme le montre la Figure 1, un corps d'isolateur 5 tubulaire 1 porte des couronnes 2 qui augmentent la surface exposée au cheminement électrique. Un émail conducteur 3 recouvre une partie de la face extérieure du corps de porcelaine 1, comme le montre plus clairement la Figure 3, et une couche 5 présentant une élasticité permanente est prévue entre l'émail 10 conducteur 3 et la bride en résine époxyde 7 coulée en place sur l'isolateur 1. Une composition de revêtement visqueuse, poisseuse et stable convenant pour former la couche 5 conforméméafct à l'inténtion est une composition d'organopolysiloxanne qui 15 comprend 5 à 70JÏ en poids d'un copolymère résineux soluble dans le benzène comprenant des unités Si02 et des unités F^SiO^/g où R représente un radical alkyle de moins de 4 atomes de carbone ou un radical phényle, le rapport des unités R^SiO-^ aux unités Si02 étant de 0,6îl à 0*9:1 inclusivement, et 20 95 à 30% en poids d'un diorganopolysiloxanne de formule générale R'gSiO, où R' représente un radical méthyle ou phényle, ayant une viscosité d'au moins 1.000.000 centistokes à 25°C, étant . entendu qu'au moins 90% de l'ensemble des radicaux représentés par R et r' sont des radicaux alkyle. 25 Les organosiloxannes adhésifs convenant spécialement aux fins de l'invention sont de préférence des mélanges de mé~ thylsiloxannes, dont un constituant est un siloxanne élastomère qui comprend des unités récurrentes de formule : ch0 i3 30 —Si-0—■ ch3 dans une chaîne terminée par des radicaux (CHgJg-Si-, où le rapport des radicaux méthyle aux atomes de silicium est voisin de 2, mais peut être légèremeht plus élevé ou plus faible, et 35 dont l'autre constituant est un méthylsiloxanne résineux comptant au moins 1 à sensiblement moins de 2 radicaux méthyle par atome de silicium. Chaque constituant peut représenter 10 à 90JÉ -3- 70 04121 2030337 du poids du mélange. Les poids moléculaires sont tels qu'une solution à 31% des organopolysiloxannes dans le xylène ait une viscosité de 3000 à 8000 centipoises a 25°C. Des catalyseurs pour la prise du mélange des organopolysiloxannes sont des 5 carboxylates de plomb , comme le naphténate de plomb, l'acétate de plomb et le propionate de plomb, pris en quantités d'environ 0,001 à 2%, Des hydrocarbures de caractère benzénique, comme le benzène, le toluène ou le xylène, conviennent pour former au moyen des organopolysiloxannes des solutions d'une concentra-10 tion dé 30 à 40J6. Une solution à 38-4056 donne de bons résultats. Une composition appropriée consiste en 50 parties en poids d'un organosiloxanne copolymère comprenant des unités ( CHg )3^®x/2 ^es un^"^s SiOg et comptant en moyenne environ 1,2 radical méthyle par atome de silicium, en 50 parties en 15 poids d'un diméthylsiloxanne ayant une viscosité de plus de 10.000,000 centistokes à 25°C et une plasticité de 55 et en 2,5 parties en poids de peroxyde de benzoyle. Le naphténate de plomb peut remplacer le peroxyde de benzoyle dans ce cas. Une composition de revêtement de ce genre conserve 20 ses propriétés physiques et chimiques dans un grand intervalle de température, même si ces valeurs sont atteintes dans un délai bref et convient spécialement aux fins de l'invention. D'autres compositions de silicones utiles sont décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2.736.721. 25 Une autre composition appropriée est une silicone adhésive vendue par la Dow Corning Corporation, Midland, Michigan sous le nom d'adhésif Dow Corning l,281w. Ce produit est une silicone adhésive à la pression qui reste poisseuse et flexible à des températures de -62 à +260°C. C'est une dispersion formée 30 dans du xylène par un mélange complexe d'organosiloxannes polymères élastomères et résineux dont la plupart des radicaux organiques unis au silicium sont des radicaux méthyle. Comme exemple de système à base de résine époxyde donnant de bons résultats, on peut citer la composition ci-après 35 dont la technique de durcissement est précisée: 100 parties en poids - éther diglycidylique de bisphénol A ayant un poids équivalent d'époxyde de 180 à 200 sous la forme d'un liquide ayant une viscoàité de 10.000 à 16.000 centipoises à 25°C. 70 04121 _4_ 2030337 80 parties en poids - anhydride hexahydrophtalique. 540 parties en poids - silice fondue finement divisée 0,2 partie en poids - accélérateur On peut exécuter le durcissement à 100°C pendant 4 heu-5 res, puis à 150°C pendant encore 4 heures. Il convient de noter que pour l'utilisation avec exposition aux intempéries, là où la différence de potentiel entre la tige conductrice intérieure de traversée 9 et les boulons de montage 11 mis à la terre peut être élevée et atteindre par 10 exemple 15 kV, il est désirable d'empêcher l'apparition d'une cohtrainte électrique à la surface 7a de la bride en résine époxyde 7 parce que les matières résineuses subissent le fari-nage et l'érosion ou donnent lieu au cheminement électrique lorsqu'elles sont exposées à la contrainte électrique au grand 15 air. Cette solliciiation est supprimée par la pose d'un fil métallique 13 enroulé autour de l'émail conducteur 3, le fil 13 étant connecté électriquement à une rondelle 14 qui peut être logée sous la tête du boulon de montage 11 comme le montre la Figure 1. La couche d'émail conducteur 3 est ainsi mise à la 20 terre et la différence de potentiel est confinée dans la région "A" du corps en porcelaine 1 proprement dit et non à la surface indiquée par la lettre "B". Du ruban en fibres de verre tissées 16 peut être envidé en plusieurs couches sur la face extérieure du corps d'isolateur 1 25 à l'interface entre le corps 1 et la bride 7 en résine époxyde coulée en place, comme le montrent les Figures 4 et 5 qui représentent un corps 18 en porcelaine en forme de "bouteille" utilisé avec les contacts de rupture primaires d'un appareil de connexion à blindage métallique. 30 II convient de noter à nouveau que la bride en résine époxyde 20 est coulée en place sur la surface du corps d'isolateur 18, lequel a été garai au préalable sur son contour d'un ruban de fibres de verre tissées 16. En outre, un bouchon en résine époxyde 23 est coulé en place pour mieux supporter le con-35 tact de rupture primaire 22 et ce bouthon est aussi muni d'une couche élastique, par exemple en silicone adhésive. La Figure 7 représente un agencement semblable à celui 70 04121 -5- 2030337 de la Figure 4, mais ici un ruban en caoutchouc de silicone 17 remplace le ruban en fibres de verre tissées 16. La bride 20 est coulée en place comme auparavant. La Figure 6 représente une autre forme de réalisation 5 du même type général qu'aux Figures 4 et 5, mais en raison de l'utilisation à l'abri des intempéries, il n'est pas nécessaire ici d'empêcher l'apparition des contraintes électriques à la surface de la bride 20 en résine époxyde coulée en place, de sorte que le système comprend simplement une couche de silicone 10 adhésive d'élasticité permanente indiquée en 5. Un tube isolant 24 peut entourer la tige conductrice 22. Un bouchon en résine époxyde 26 est coulé en place. On peut utiliser toute matière résineuse thermodur-cissable se prêtant à la coulée et ayant la solidité mécanique, 15 la rigidité électrique et la stabilité à la chaleur et aux intempéries voulues. Les résines époxydes thermodurcissables conviennent spécialement bien à cette fin, mais les polyesters peuvent être utilisés aussi. Ces matières résineuses peuvent comprendre des charges de renforcement en quantité pouvant 20 atteindre 90JÉ du poids de la résine coulée. Des charges appropriées sont notammènt la silice, l'alumine hydratée, les fibres de verre, le mica finement divisé, l'alumine et les divers mélanges de ces substances. Des résines époxydes convenables sont décrites, par 25 exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n°2.444.333, 2.494.295, 2.800.600, 2.511.913 et 2.691.007. 70 04121 -6- 2030337 REVENDICATIONS. 1 - Isolateur électrique, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps d'isolateur muni d'une bride faite d'une matière résineuse coulée en place sur la face extérieure du 5 corps. 2 - Isolateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps est en céramique. 3 - Isolateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'une couche d'une matière conductrice de 10 l'électricité, disposée h la surface du corps de l'isolateur au moins à l'interface entre le corps et la bride, est maintenue par contact électrique au potentiel de la terre pour empêcher que la bride subisse une contrainte électrique. 4 - Isolateur selon la revendication 3, caractérisé 15 par le fait que la couche conductrice comprend un émail conducteur appliqué à la surface du corps d'isolateur. 5 - Isolateur selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'une couche d'une silicone adhésive est prévue entre le corps d®isolateur et la bride. 20 6 - Isolateur selon l'une des revendications 1, 2, 3, ou 4, caractérisé par le fait qu'une couche d'un ruban de fibres de verre est formée en enroulant le ruban sur le corps d'isolateur, la bride étant coulée en place par-dessus la couche de fibres de verre. 25 7 - Isolateur selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'une couche de ruban de caoutchouc de silicone est formée en enroulant le ruban sur le corps d'isolateur, la bride étant coulée en place par-dessus le ruban de caoutchouc. 30 8 - Isolateur selon l'une des .revendications précéden tes, caractérisé par le fait que la matière résineuse est une résine époxyde. 9 - Isolateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps d'isolateur est en 35 porcelaine«