Brevet FR2314565A1 — publié le 19770107

La présente invention concerne un écran résistant a l'hydrolyse et au courant de fluage pour isolateurs de haute tension en matière plastique résistant à l'air libre L'idée de l'isolateur composite consiste a munir ultérieurement un tirant d'un nombre quelconque d'écrans, ce tirant assurant essentiellement les fonctions mécaniques et les écrans assurant les fonctions électriques.Selon la fonction, le tirant doit de préférence présenter une très grande résistance a la traction alors que les écrans doivent présenter une très grande résistance aux charges électriques et aux influences atmosphériques, c'est -dire que le tirant et les écrans sont constitués par des ma tières différentes adaptées chacune de façon a remplir leur rôle de façon optimum. Dans le cas d'un tel isolateur composite, le tirant est généralement constitué par de la matière plastique renforcée de fibres de verre, alors que, pour les écrans, il est possible d'utiliser différentes matières reconnues comme étant appropriées telles qu'il en est proposé par exemple dans les brevets allemands Nos. 2.044tu79 et 2^213.119. Ces matières protectrices doivent résister à l'hydrolyse, aux effets produits par les arcs électriques, et surtout elles doivent satisfaire a de nombreuses conditions mécaniques. Par exemple, les écrans d'un isolateur composite doivent présenter une très grande élasticité par rapport au corps de l'isolateur généralement constitué par de la matière plastique renforcée de fibres de verre comme décrit dans le brevet allemand No. 1,665.490. Dans le cas des isolateurs en matière plastique connus jusqu présent, les écrans sont intégralement constitués par une même matière. Mais dans le cas de l'isolateur décrit dans le brevet allemand No. 2v213-119, il est proposé, afin de réduire le poids, d'ajouter au corps de l'écran une matière de remplissage constituée par un corps creux. Or, on a constaté dans les écrans constitués par du caoutchouc aux silicones par des résines epoxycycloaliphatiques, comportant une forte proportion de matières de remplissage, une sensibilité a l'entaille relativement grande, c'est- -dire qu'une seule entaille produite dans la matière suffit pour qu'une légère traction achève de détruire la pièce de forme. Mais malgré l'économie de poids et une certaine réduction de la quantité de matière plastique onéreuse'W, l'utilisation de ces écrans présente encore cet inconvénient qu'ils ne sont pas assez insensibles aux entailles. En outre, ces écrans sont sensibles au claquage électrique. Les écrans répondent, il est vrai, en pratique, aux principales conditions- exigées du matériau qui les constitue, mais ils n'ont pas de résistance mécanique suffisante. Il apparaît donc rationnel et avantageux de remédier a ces entailles et à ces détériorations par la construction d'écrans appropriés. Aussi, partant du problème posé, consistant à obvier aux inconvénients précités, notamment à la fragilité des écrans des isolateurs composites pour haute tension, l'invention a pour but d'assurer aux isolateurs une plus longue durée et d'améliorer leur sécurité de fonctionnement. Suivant l'invention, ce problème est résolu en utilisant pour le noyau des écrans des matières favorables du point de vue électrique et, par contre, pour l'enveloppe de l'écran, des matières de grande résistance mécanique. L'invention consiste,en outre armer le noyau de l'écran de matières noyées plus ou moins irrégulièrement. Une autre particularité de l'invention résulte du fait que les zones marginales extrêmes sont renforcées par exemple par l'insertion d'anneaux en matière de très grande valeur et de très grande résistance mécanique. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, les écrans constitués par des matières de moindre valeur mécanique sont recouverts par immersion, projection ou coulée, d'une matière présentant de grandes propriétés mécaniques. Suivant un mode de réalisation préféré, la surface du noyau de l'écran préfabriqué est rendue rugueuse ou est également munie d'aspérités afin d'assurer un meilleur assemblage avec l'enveloppe extérieure de l'écran. Suivant un mode de réalisation, on utilise un corps creux obturé rempli d'un liquide ou d'un gaz isolant. On remarquera cependant que les solutions mentionnées peuvent étre combinées ou modifiées. I1 est possible d'utiliser la matière et les procédés de construction les plus divers, y compris des matières organiques telles que le polytétrafluoréthylène, les dimEthylsilicones, les résines epoxy-cycloaliphatiques, l'ester polyméthacrylique et le caoutchouc auxsilicones. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention. Les fig. 1 à 5 montrent cinq réalisations de l'écran composite suivant l'invention. A la partie mécanique fixe, insensible aux entailles, convient notamment la matière plastique non fluable et résistant à l'hydrolyse- à base d'une solution imprégnée de caoutchouc aux silicones. Avant le traitement, on ajoute un catalyseur contenant 0,5* environ de durcissant et on allonge avec, par exemple, du xylol ou l'acétate d'éthyle de façon à obtenir une teneur en solides de 33% environ. La vulcanisation s'effectue à température ambiante au fur et à mesure que le diluant s'évapore. La résistance à l'arrachement s'établit alors à une valeur comprise entre 15 et 20 kp/cm. Pour la partie intérieure de l'isolateur, on utilise un caoutchouc aux silicones fluable, vulcanisé à température ambiante et présentant de bonnes propriétés électriques. La vulcanisation s'effectue au mieux en ajoutant de I à 4% du durcissant correspondant. La résistance à l'arrachement ne s'établit dans ce cas qu'à 5 kp/cm. Ceci est la valeur géné- ralement utilisée pour les écrans en caoutchouc aux silicones. Suivant le mode de réalisation représenté sur la fig. 1, toute la couche extérieure de l'enveloppe 2 de l'écran est constituée par une matière mécanique solide. A cet effet, le corps-de l'isolateur, après qu'il a été muni du noyau 1 du corps de l'écran constitué par une matière électrique convenable, est recouvert de façon appropriée. Le recouvrement peut s'effectuer, soit par plongée, par pulvérisation joia par fusion dans un moule. En outre, il est possible de créer en plus une mise en forme particulière grace à des surfaces de contact agrandies, la surface étant rendue rugueuse au point de contact ou bien le moule 6 préfabriqué destiné à former l'écran est muni de petites nappes ou boutons 3 comme visible à l'examen des figures 4 et 5. Une autre solution consiste à utiliser comme armature la matière mécaniquement résistante, dans une construction composite connue, c'est-à-dire qu'elle est noyée dans la matière électriquement résistante ou de moindre valeur mécanique, et ce, soit plus ou moins régulièrement comme représenté sur la fig. 2. Evidemment, il est également possible d'utiliser des matières fibreuses ou des nattes. Dans bien des cas, il parait également judicieux de ne constituer que les zones marginales extérieures 4 de l'écran, par ticùlièrement éprouvées sous le rapport des entailles, par la matière mécaniquement résistante. Cette solution représentée sur la fig. 3 peut entre réalisée, soit par l'insertion d'un élément annulaire préfabriqué dans le moule destiné à réaliser l'écran ou en coulant simultanément les deux zones dans un moule commun, une paroi de séparation cylindrique étant plongée dans le moule pendant la coulée et extraite avant la prise des matières plastiques. Ce procédé peut être encore amélioré en échauffant l'anneau avant sa pose dans le moule ou en chauffant le moule dans la gamme de réaction des deux matières. Dans le cas où on coule simultanément les deux parties, les différences de densité des matériaux utilisés peuvent être mises à profit du fait de la différence des matières, les deux matières s'étalant, -ce qui a pour effet d'enrichir davantage la matière mécaniquement solide dans la zone marginale extérieure. Ce procédé est indiqué sur la fig. 2. Lorsqu'on utilise la solution comportant un noyau d'écran séparé( comme représenté sur la fig. 5? le noyau peut être également un corps creux 5 obturé et rempli d'un liquide isolant ou d'un gaz isolant. Dans ce cas, on utilise avantageusement un milieu de remplissage indiquant les détériorations de l'écran.Ceci peut être par exemple réalisé en remplissant complatement le corps creux 5 d'une huile isolante fortement colorée. Lorsque l'écran est détérioré, le liquide isolant coloré sort et permet de constater visuellement le dommage en colorant les parties entourant l'endroit détérioré. Les isolateurs comportant des écrans composites insensibles aux entailles suivant l'invention peuvent être utilisés à l'air libre comme d'autres isolateurs. Ils présentent cependant en plus grace à leurs avantages particuliers tels que isolation excellente, faible poids, et le fait qu'ils sont constitués par un seul élément, un grand nombre de domaines d'utilisation nouveaux dans le domaine des plus hautes tensions. Ces isolateurs sont utilisés comme pièces d'écartement afin d'empêcher que les ca- bles conducteurs se rapprochent de façon inadmissible dans le champ de tension. De même, il est possible de développer encore ces isolateurs pour en faire des traverses isolantes de façon à pouvoir réaliser des éléments constitués entièrement par de la matière plastique. Celles-ci pourraient entre très avantageusement utilisées sur les voies des nouveaux systèmes de trains rapides, où on attache une importance particulière à disposer d'isolateurs présentant une résistance mécanique particulièrement élevée. Les détails de réalisation peuvent être modifiéslsans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1.- Ecran composite résistant au courant de fluage et à l'hy- drolyse, pour isolateurs à haute tension en matière plastique résistant à l'air libre, caractérisé en ce qu'on utilise pour le noyau des écrans des matières favorables du point de vue électrique et, par contre, pour l'enveloppe de l'écran, des matières présentant une grande résistance mécanique. 2.- Ecran composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau de l'écran est constitué par des armatures plus ou moins noyées. 3.- Ecran composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que seules les zones marginales extérieures sont renforcées par exemple par la pose d'anneaux constitués par une matière de grande qualité et présentant une grande résistance mécanique. 4.- Ecran composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les noyaux de l'écran constitués par des matières mécaniquement favorables sont recouvertes d'une matière mécanique de grande qualité, par immersion, injection ou moulage. 5.- Ecran composite suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau de l'écran préfabriqué est rendu rugueux sur sa surface ou est muni de petites rayures afin d'améliorer sa liaison avec l'enveloppe extérieure de l'écran. 6.- Ecran composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un corps creux obturé rempli d'un liquide ou d'un gaz isolant.