Brevet FR2128083A1 — publié le 19721020

L'invention, due à la collaboration de-Monsieur TAVIN, est relative à un isolateur électrique pour montage sensiblement horizontal dans des at:nosp:tères polluées. Dans les régions industrielles ou exposées à des brouillard salins, par exemple dus à la proximité de la mer, la tenue des isolateurs électriques est notablement diminuée. On sait que la couche d'impuretés ou de pollution, qui se dépose sur la face externe de l'isolateur, constitue une eouche conductrice dont la résistance est sensiblement proportionnelle à la longueur de la ligne de fuite de l'isolateur. Dans le cas de contraintes électriques excessives, des arcs de contournement partiels apparaissent, la longueur de ces arcs tendant à s'étendre à l'ensemble de l'isolateur.Les phénomènes de décharge dans l'air et de contournement d'un-isolateur en atmosphère polluée sont mal connus, mais de nombreux essais ont démontré l'importance du profil des jupes ou ailettes d'Isolateurs. Les études et les essais de la demanderesse ont permis de mettre au point un profil particulier pour isolateurs horizontaux en atmosphère polluée qui permet de tenir des tensions notablement supérieures pour des longueurs axiales d 'iso- lateurs égales. L'isolateur électrique selon la présente invention est caractérisé par le fait qu'il comporte des jupes annulaires de diamètres différents, régulièrement alternées le long du corps de l'isolateur, la partie marginale des jupes de diamètre supérieur étant subdivisée en deux parties divergentes, de manière à présenter un profil d'ailette de forme générale en Y. La subdivision selon l'invention de la partie marginale des ailettes de grand diamètre permet de disposer de points multiples à la surface périphérique de l'isolateur qui améliorent la répartition du champ électrique et de ce fait diminuent le risque d'amorçage d'arcs locaux de contournement. Les points externes constituent également des points d'ancrage d1 éventuels arcs de contournement, lesquels sont subdivisés en tronçons partiels dont les racines sont accrochées aux parties saillantes externes des différentes jupes. La hauteur de la jupe de petit diamètre est avantageusement déterminée en fonction de la hauteur des grandes jupes de telle manière que le rapport de ces hauteurs soit compris entre O, et C,7. Cette hauteur permet d'accroltre notablement la ligne de fuite tout en conservant un écartement suffisant entre les extrémités des jupes, évitant des décharges intempestives à travers l'air. Le profil d'isolateur selon l'invention est avantageusement mis en oeuvre pour des chambres de coupure de disjoncteurs haute tension. A cet effet, les isolateurs sont évidés pour présenter un logement tubulaire susceptible de recevoir les dispositifs de contact du disjoncteur d'une manière bien connue en soi. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de plusieurs modes de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés au dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente en coupe axiale un isolateur de chambre de coupure selon l'invention; la figure 2 est une vue partielle, à échelle agrandie, des jupes de 1 isolateur selon la figure 1; la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, représentant un profil différent d'ailettes de l'isolateur. Sur la figure 1, un isolateur, plus particulièrement destiné à être utilisé comme chambre de coupure d'un disjoncteur électrique à haute tension, comporte un corps principal 10, présentant un conduit tubulaire interne 12. Les contacts électriques (non représentés) sont logés, d'une 'manière bien connue en soi, à l'intérieur du conduit 12, coaxialement au corps de l'isolateur 10. La partie externe du corps 10 est munie de jupes ou d'ailettes régulièrement échelonnées le long de la direction longitudinale de l'isolateur, lesquelles jupes sont de deux profils différents, un profil de grand diamètre 14 et un profil de diamètre inférieur 16. L'isolateur 10 peut etre en matière céramique appropriée et convient particulièrement pour une utilisation en une position'sensi- blement horizontale. Entre chaque paire d'ailettes 14 de grand diamètre est intercalée une ailette de diamètre inférieur 16, l'ensemble constituant une série récurrente s'étendant sur toute la longueur de l'isolateur. Les couples d'ailettes 14, 16 étant tous identiques seul un couple sera décrit plus en détail en référence à la figure 2, qui représente avec exactitude, à l'échelle I, un profil ayant donné des résultats remarquables. L'ailette de diamètre inférieur 16 presente une forme annulaire discoide, qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'isolateur, l'épaisseur du disque décrois sant, d'une manière connue en soi, vers la périphérie externe de l'ailette. L'ailette de grand diamètre 14 comporte une partie inférieure 18 en forme de disque annulaire orthogonal à la direction longitudInale de l'isolateur et d'épaisseur décroissante d'une manière analogue à l'ailette 16 et une partie marginale subdivisée en deux branches 20, 22 divergentes. Les branches divergentes 20, 22 de l'ailette 14 constituent des collerettes disposées en dièdre et supportées par un tronc commun 18.La section droite de l'ailette 14 présentant un profil général en forme de Y dont le plan de symétrie est orthogonal à l'axe longitudinal-de l'isolateur. La figure 2 est la reproduction fidèle du profil d'un isolateur, présentant des tenues diéleetriques remarquables en atmosphère polluée, mais il est bien entendu que ses performances ne sont que partiellement affectées par de légères variations du profil ou des dimensions des ailettes. Le rapport entre la hauteur H2 de l'ailette 16 et la hauteur H1 de l'ailette 14 est avantageusement compris entre 0,5 et 0,7. La hauteur du tronc commun 18 de l'ailette 14 correspond sensiblement à la hauteur H2 de l'ailette 16. L'angle dL, formé entre les deux branches divergentes 20 et 22, est de préférence compris entre 70" et 1000. L'écartement L1 entre deux ailettes successives est avantageusement supérieur à l'écartement des extrémités des branches divergentes 20, 22 de l'ailette 14.A titre d'exemple, on peut préciser que pour un isolateur de diamètre voisin de 220 mm sur fGt les différentes côtes peuvent présenter les valeurs suivantes H1 = 70 mm H2 = 45 mm L1 = 45 mm pas du profil = 90 mm Ligne de fuite totale d'un pas = 330 mm La figure 3 représente un profil analogue à celui de la figure 2, dont les dimensions sont légèrement différentes. Le pas du profil et l'alternance d'ailettes de grand diamètre en Y 24 et plane 26 est conservé. Le profil est également représenté à l'échelle 1 à la figure 3 et il correspond à un isolateur de diamètre inférieur à celui de la figure 3, en l'occurrence d'environ 100 mm sur fAt. La hauteur H1 de l'ailette 24 est de 45 mm et la hauteur H2 de l'ailette simple 26 est de 25 mm. Les profils selon les figures 2 et ) présentent tous deux la caractéristique de multiples extrémités de jupes qui favorisent une homogénéisation du gradient de potentiel axial le long de l'isolateur et présentent des points d'ancrage à des arcs partiels de contournement. Le profil selon l'invention autorise une épaisseur d'ailettes compatible avec les impératifs de fabrication des matières céramiques ainsi qu'un écartement suffisant des ailettes. Les résultats remarquables constatés pour un isolateur creux pouvant être utilisé comme chambre de coupure d'un disjoncteur, sont conservés pour des isolateurs à fût plein utilisés dans un montage horizontal. REVENDICATION5 1. Isolateur électrique pour montage sensiblement horizontal dans des atmosphères polluées, caractérisé par le fait qu'il comporte des jupes annulaires de diamètres différents, régulièrement alternées le long du corps de l'isolateur, la partie marginale des jupes de diamètre superieur étant subdivisée en deux parties divergentesde manière à présenter un profil d'ailette de forme générale en Y. 2. Isolateur électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le rapport des hauteurs des ailettes desdites jupes de grand et de petit diamètre est compris entre 0,5 et 0 > 7. 3. Isolateur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'angle de divergence desdites parties en Y est compris entre 700 et 1000. 4. Isolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites jupes présentent des plans de symétrie sensiblement orthogonaux à l'axe longitudinal de l'isolateur. 5. Isolateur selon l'une quelconque-des revendications précddentes; caractérisé par le fait que la hauteur des ailettes de petit diamètre est sensiblement égale R la hauteur du tronc des ailettes à partie marginale divergente. 6. Isolateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ensemble est agencé de telle manière que l'extrémité de l'ailette de petit diamètre est sensiblement équidistante du sommet et de la base de la branche divergente en regard de l'ailette en Y. 7. Isolateur creux pour chambre de coupure horizontale d'un disjoncteur à haute tension comprenant des séries récurrentes d'ailettes radiales de diamètres différents échelonnées le long de l'isolateur, caractérisé par le fait que les ailettes de plus grand diamètre présentent des bords divergents en dièdre de ma nière à accroître la ligne de fuite de l'isolateur et les points d'accrochage d'arcs de contournement partiel. 8. Isolateur selon la revendication 7, caractérisé par le fait au'une ailette de diamètre inférieur et de profil continu est intercalée entre chacue paire d'ailettes de grand diamètre, de manière à accroStre la ligne de fuite et à présenter un point d'accrochage additionnel dtarcs de contournement. 9. Isolateur en matière céramique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un nombre de bordures annulaires externes de jupes, présentant des points d'accrochage à des arcs axiaux de contournement, supérieur au nombre de jupes -de l'isolateur, de manière à conserver un écartement entre jupe s, successives compatible avec les méthodes de fabrication usuel-les tout en favorisant une meilleure répartition du potentiel à la partie externe de l'isolateur. 10. Isolateur selon ltune~quëlconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait oue la longueur totale de la ligne de fuite est supérieure; à: 2,5 fois la longueur axiale de l'isolateur.