Brevet FR2094070A1 — publié le 19720204

Les augmentations brusques de charge, causées par la rupture d'une ligne électrique aérienne consécutive à un choc, ont tendance à provoquer la rupture des isolateurs à fût plein fixés aux poteaux ou pylônes et qui portent les conducteurs élec-5 triques. L'augmentation brusque de charge est efficacement neutralisée si l'extrémité de l'isolateur voisine du poteau est fixée de façon que l'isolateur puisse décrire un mouvement en arc de cercle autour d'un axe incliné sur la verticale à partir du poteau, la charge étant ainsi convertie en un mouvement rotatif 10 et compensée par le poids de la ligne. Le mouvement pivotant de l'isolateur est assuré par des charnières inclinées compactes et robustes joignant l'isolateur au poteau. Sur les lignes électriques aériennes importantes, les supports des conducteurs sont montés en porte à faux sur des 15 poteaux ou pylônes et comportent des éléments de charpente pivotant autour d'axes obliques s'écartant du poteau de façon à amortir la surcharge brusque subie par les conducteurs. Des installations de ce genre sont décrites dans les brevets américains H.O. HILL n° 1.696.569 et R.G. BELLEZZA ET AL n° 2.587.587. La 2D présente invention consiste à faire porter un ou plusieurs conducteurs de ligne électrique aérienne par des isolateurs à fût plein horizontaux fixés à des poteaux, pylônes ou éléments analogues. Elle vise à amortir les surcharges de choc pouvant être imposées subitement à de tels isolateurs au voisinage immédiat d'un point 2j de rupture ou d'autre défaillance mécanique d'un conducteur électrique suspendu. Il est d'usage courant d'utiliser un système de ligne électrique aérienne dans lequel les conducteurs sont ancrés solidement à des isolateurs à fût plein, eux-mêmes portés par des 30 poteaux. Les portées entre poteaux peuvent avoir une longueur considérable et il peut être nécessaire d'exercer et de maintenir des forces de tension assez grandes sur chaque portée de la ligne. Les forces de tension exercées sur la ligne pouvant être de plusieurs tonnes, les isolateurs à fût plein doivent subir une 35 augmentation brusque de charge si la ligne vient à se rompre ou si la tension mécanique se déséquilibre pour une autre raison. Cette brusque surcharge se transmet aux isolateurs et peut les endommager. Une défaillance dans la ligne suspendue peut donc se répercuter en cascade sur les isolateurs situés de part et d'au-40 tre du poinx de défaillance et entraîner des dégâts importants COPY 71 20102 2 2094070 sur une fraction étendue de la ligne. Un des principaux objectifs de la présente invention est d'améliorer la construction des isolateurs à fût plein et de permettre l'amortissement des surcharges mécaniques que subissent 5 les isolateurs et qui prennent naissance à proximité immédiate d'un point de défaillance d'une ligne suspendue. Un autre objet de l'invention est de réaliser un système de charnière perfectionnée, particulièrement -avantageux pour isolateurs à fûts plein horizontaux, pouvant être montés en porte 10 à faux, rapidement et commodément, entre un poteau et un tel isolateur. Ces objectifs sont atteints en montant l'extrémité, proche du poteau, de chaque isolateur à fût plein horizontal de façon qu'il se déplace selon un arc de cercle autour d'un axe 15 incliné sur la verticale à partir du poteau. Une surcharge non compensée apparaissant dans une ligne rompue (ou toute autre force non compensée) est ainsi transformée en mouvement rotatif, l'isolateur pivote et se redresse et sa rupture est ainsi évitée. De plus, le poids de la ligne, agissant de haut en bas, s'oppose 20 au moment non compensé autour de l'axe incliné et tend ainsi à rétablir l'équilibre du système. Le support pivotant de l'isolateur est assuré par un système propre à l'invention de console inclinée pouvant être fixée à demeure au poteau et jointe à charnière à l'extrémité rapprochée de l'isolateur. 25 Les buts, caractéristiques et avantages de l'invention, mentionnés ou non ci-dessus, vont être décrits en détail en se référant aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, dans lesquels les mêmes chiffres désignent des pièces analogues, et dans lesquels : •33 - la figure 1 est une vue schématique d'une ligne électrique aérienne comportant des poteaux auxquels sont ancrés des isolateurs à fût plein portant un conducteur électrique; - la figure 2 est une autre vue schématique semblable à celle de la figure 1, mais représentant une ligne rompue; 35 - la figure 3 est une vue en plan d'un isolateur à fût plein selon l'invention, dans laquelle les positions prises par l'isolateur en cas de rupture de la ligne sont indiquées en pointillé; - la figure 4 est une vue en élévation latérale de 4° l'isolateur de la figure 3; 71 20102 3 2094070 - la figure 5 est une vue de face de l'isolateur de la figure 3; et - la figure 6 est une vue perspective éclatée de certaines parties constitutives de l'isolateur selon l'invention. 5 La ligne électrique aérienne représentée à la figure 1 comporte une série de poteaux espacés PI, P2, P3, P4, P5 et P6 portant un conducteur électrique C fixé à chaque poteau par des isolateurs à fût plein horizontaux Ll, L2, L3, L4, L5 et L6. Le conducteur C peut être tendu; cette tension peut avoir une valeur ]0 de plusieurs tonnes et elle s'exerce normalement de façon régulièrement répartie dans chacune des portées de conducteur SI, S2, S3, S4 et S5 situées entre deux isolateurs adjacents. Ainsi qu'on l'a déjà dit, une surcharge importante ou une rupture du conducteur C en un point situé dans une des portées peut transmettre 15 des surcharges brusques aux isolateurs placés de part et d'autre du point de rupture, assez importantes pour les endommager sérieusement. La figure 2 représente schématiquement l'effet d'une surcharge soudaine et d'une rupture au point B du fait de l'impact 20 d'un véhicule V consécutif à une perte de direction. Il est évident que la surcharge et/ou la rupture pourront être dûes à diverses autres causes, telles que balancements du conducteur électrique, irrégularités de charge dûes à la glace, coincement des blocs tendeurs au cours de l'érection de la ligne. Quelle que 25 soit la cause de la rupture, on voit aisément que la rupture de la portée 4 au point B engendre nécessairement une brusque surcharge ou un déséquilibre soudain des forces de tension qui se répercutent sur les isolateurs L3 et L5 et, à un degré moindre, sur les isolateurs L2 et L6. 30 Conformément à l'invention, les forces de tension non compensées ainsi engendrées sont maîtrisées en les transformant en mouvements pivotants et en induisant des moments de forces faisant basculer et dresser les isolateurs adjacents au point de rupture B, la rupture du corps d'isolateur étant ainsi évitée. La 35 transformation des forces de tension non compensées s'effectue, ainsi qu'on l'a déjà dit, en montant les isolateurs de façon qu'ils pivotent autour d'un axe de rotation s'écartant verticalement du poteau. Les figures 3 à 6 représentent un mode de réalisation 40 préféré d'isolateur horizontal à fût plein, conforme à 1'inventicn, 71 20102 4 2094070 permettant de maîtriser des forces de tension non compensées dans une ligne électrique aérienne C rompue. D'une façon générale, l'isolateur comporte une console Bl, montée sur le poteau, et une penture B2, montée à pivot sur la console Bl et portant 5 l'élément d'isolateur 2 muni, à son extrémité éloignée du poteau, d'organes de fixation du conducteur électrique C. L'élément d'isolateur 2 est fait d'une matière céramique ou analogue, de hautes caractéristiques diélectriques. L'extrémité de l'isolateur 2 éloignée du poteau porte un organe 6 portant une pince 4 dans 10 laquelle est serré le conducteur C. A l'extrémité de l'isolateur 2 proche du poteau est boulonnée, ou fixée de toute autre manière, une des pentures B2 d'une charnière H. On voit en 10 le poteau auquel la console Bl est fixée par des boulons ou d'autres systèmes de fixation. La console Bl et la penture B2 sont dispo-15 sées comme on le voit particulièrement bien sur les figures 3 et 4 et portent entre elles des douilles fixes 15 et 17, et des douilles mobiles 19 et 21, complémentaires les unes des autres. La figure 6 représente séparément les douilles fixes 15 et 17 et les douilles mobiles 19 et 21, ainsi qu'une tige 16 20 munie d'un écrou fileté, destinée à unir ces douilles de façon qu'elles pivotent les unes par rapport aux autres. Les douilles 15 et 17, espacées l'une de l'autre, sont montées inclinées sur des bras proches du poteau 13 et 18, d'une seule pièce avec la base de la console. De même, la penture B2 comporte une paire de 25 douilles espacées 19 et 21, montées sur des bras éloignés du poteau 23 et 25» d'une seule pièce avec la penture B2. On voit que, du fait de la disposition des pièces, la pentiare mobile B2 pivote autour d'un axe de rotation constitué par la tige 16 et dirigé verticalement et obliquement par rapport 33 au poteau 10. Dans le cas d'une ligne électrique où les forces de tension sont équilibrées, ce qui est le cas normal dans chacune des portées SI, S2, etc,..., le poids de la ligne tend à placer chaque penture B2 dans une position centrée par rapport à l'axe vertical de son poteau respectif. 35 Quand une rupture se produit, ou qu'une autre cause de déséquilibre survient, dans une des portées de la ligne C, les forces de tension qui s'exerçaient dans cette portée sont immédiatement libérées et les isolateurs immédiatement adjacents au point de rupture sont soudainement soumis à des surcharges brus-40 ques provoquées par des tensions non compensées agissant trans 71 20102 5 2094070 versalement aux isolateurs. Quand ceci se produit, la penture mobile B2 assure la transformation des forces de tension non compensées en mouvement rotatif autour de la tige 16 et les moments des forces qui s'exercent font décrire à cette penture B2 5 un arc de cercle autour de l'axe incliné de la tige 16 jusqu'à ce qu'elle occupe une des positions indiquées en pointillé sur les figures 3 et 5; une partie des forces de tension non compensées est donc absorbée ou dissipée par l'érection de la penture B2 et des parties adjacentes du conducteur C. Il est évident que, 10 du fait de la transformation des forcés de tension non compensées en mouvement rotatif, comme décrit, l'élément d'isolateur 2 est effectivement libéré des forces de tension qui pourraient dépasser la limite d'élasticité de la matière dont il est constitué et que sa rupture est ainsi évitée. 15 On peut évidemment faire varier l'inclinaison de la charnière et celle, verticale et oblique, de l'axe de rotation. Par exemple, au lieu de douilles porteuses espacées dans la console Bl, on peut utiliser une tige unique fixée obliquement sur le poteau et faire pivoter une penture mobile sur cette ti-20 ge. La penture mobile peut avoir une douille continue s'emmanchant sur la tige 16. Divers autres dispositifs de charnières peuvent également être utilisés et la console peut être ancrée à un poteau de façon à osciller ou pivoter légèrement pour donner un mouvement tournant composé. Enfin, la penture mobile B2 25 peut être fixée à demeure à l'élément d'isolateur 2. La charnière inclinée présente un certain nombre de caractéristiques avantageuses au point de vue de l'installation d'une ligne électrique aérienne. Outre l'application aux structures tangentielles, telles que prévues, le même dispositif peut 33 s'appliquer à des structures obliques là où la direction de la ligne change. Le nombre des pièces constitutives est réduit, ce qui maintient le poids au minimum et l'installation peut être effectuée très rapidement et très commodément au cours de l'érection de la ligne. Le dispositif pivotant permet à l'iso-35 lateur de revenir à sa position normale par rapport à son poteau respectif après qu'un conducteur rompu a été réparé. La disposition des pièces constitutives permet de faire porter des conducteurs lourds par des isolateurs pouvant supporter des augmentations de poids assez importantes pendant les périodes de gel ou 40 sous d'autres conditions normales d'exploitation. Enfin, bien 71 20102 6 2094070 qu'on ait représenté un isolateur horizontal, l'axe de l'élément d'isolateur 2 peut être dirigé verticalement ou obliquement selon le résultat recherché. Il est clair que, pour une tension mécanique et un poids de portée donnés, on peut réaliser un isolateur dont la résistance mécanique est déterminée par des caractéristiques dimensionnelles et des propriétés de matériaux constitutifs propres à porter les charges prévues. Il est clair t-jalement, pour le spécialiste des projets et de l'installation des isolateurs à fût plein et/ou des lignes électriques aériennes, qu'on peut s'écarter beaucoup du mode de réalisation préféré, décrit ci-dessus, sans s'éloigner de l'esprit de l'invention. 71 20102 7 2094070 REVENDICATIONS 1. Isolateur à fût plein pour la fixation isolée et espacée d'une ligne électrique aérienne à un support généralement vertical, caractérisé en ce qu'il comporte : une console munie 5 d'organes de fixation rigide audit support et comportant une penture fixe et une penture mobile pourvues d'organes d'assemblage pivotant autour d'un axe incliné verticalement et obliquement par rapport audit support; et un élément d'isolateur dont l'extrémité rapprochée dudit support est jointe rigidement à 10 ladite penture mobile, et dont l'extrémit" éloignée dudit support porte des organes de fixation du conducteur électrique de la ligne. 2. Isolateur selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la penture fixe comporte deux douilles porteuses, supé- 15 rieure et inférieure, en prolongement l'une de l'autre et percées d'alésages centrés sur un axe incliné sur la verticale et s'éloignant dudit support, la penture mobile comportant au moins une douille tournante percée d'un alésage pareillement centré sur ledit axe, tous ces alésages étant traversés par une tige, pa- 20 reillement centrés sur ledit axe, et tourillonnant la penture mobile sur la penture fixe. 3. Isolateur selon la Revendication 3, caractérisé en ce que la penture mobile possède une douille tournante supérieure et une douille tournante inférieure, la douille tournante infé- 25 rieure étant placée entre la douille porteuse supérieure et la douille porteuse inférieure, tandis que la douille tournante supérieure est placée sur la douille porteuse supérieure. 4. Isolateur selon la Revendication 3, caractérisé en ce que la console possède une base de fixation audit support, un 30 bras supérieur joignant la douille porteuse supérieure à la base, une aile supérieure joignant le bras supérieur et la base pour rigidifier l'ensemble, un bras inférieur joignant la douille porteuse inférieure à la base, une aile inférieure joignant le bras inférieur et la base pour rigidifier l'ensemble, la base, 35 le bras supérieur, l'aile supérieure, le bras inférieur et l'aile inférieure étant d'une seule pièce, les deux ailes et les deux bras étant placés du côté rapproché du support. 5. Isolateur selon la Revendication 3, caractérisé en ce que la penture possède une plaque de penture, un bras supé- 43 rieur joignant la douille tournante supérieure à la plaque de 71 20102 s 2094070 penture, une aile supérieure joignant le bras supérieur et la plaque de penture pour rigidifier l'ensemble, un bras inférieur joignant la douille tournante inférieure à la plaque de penture, une aile inférieure joignant le bras inférieur et la plaque de penture pour rigidifier l'ensemble, la plaque de penture, le bras supérieur, l'aile supérieure, le bras inférieur et l'aile inférieure étant d'une seule pièce, les deux ailes et les deux bras étant placés du côté éloigné du support.