Brevet FR2346823A1 — publié le 19771028

L'invention est relative à un matériau isolant plus particulièrement buse de soufflage, en matière synthétique, contenant une masse de remplissage, soumise aux contraintes de l'arc et située dans un disjoncteur à gaz comprimé. On connait de telles pièces en matière synthétique. La pratique montre que ces pièces sont effectivement en mesure de résister à l'agression chimique des gaz de décomposition fortement ionisés qui se forment sous l'action de l'arc, notamment dans les disjoncteurs à gaz comprimé, isolés au SF6. D'autre part, la pratique semble également montrer que des gaz et vapeurs se libèrent dans la pièce elle-même, sous l'action de l'arc et plus précisément de la chaleur dégagée par l'arc. Ces gaz et vapeurs, inclus dans de petites cavités ou pores, s'accumulent avec une pression croissante sous la surface et provoquent la rupture de la surface si bien que la pièce devient inutilisable non pas en raison de l'agression chimique mais à cause de la destruction mécanique de la surface. Pour éviter cette destruction mécanique ou tout au moins pour la retarder, il existe, d'après la demande de brevet allemand publiée sous le nO 2 319 932 une solution consistant à aménager une partie de la surface de la pièce avec des ouvertures de sortie, sous forme par exemple de trous borgnes de petit diamètre ou d'étroites rainures: leur rôle étant d'entrainer à l'extérieur le gaz formé sous l'action de l'arc dans la pièce ellemême. Il faut aussi considérer une deuxième proposition, énoncée dans le brevet suisse 557 589 et allant dans le même sens. IJne structure comportant une porosité dans la masse est communiquée à la matière synthétique de telle sorte que les gaz et vapeurs se développant dans la matière synthétique peuvent se dégager même si quelques parties de la surface, soumises à la plus forte action calorifique de l'arc fondent et coulent pour former une couche superficielle imperméable et formant émail. Mis à part le fait que la fabrication des deux pièces en matière synthétique, énoncées ci-dessus et dont la valeur est reconnue, occasionne des frais techniques élevés, le principal inconvénient est que les mesures prises pour faire circuler les gaz et vapeurs se dégageant dans la matière synthétique elle-même n'ont qu'une vertu thérapeutique. Par ailleurs, le but de l'invention est de créer une pièce en matière synthétique pouvant servir par exemple de buse de soufflage et qui soit conçue de telle façon que la formation de gaz et vapeurs à l'intérieur de la matière synthétique soit en grande partie évitée. En d'autres termes, il convient de prendre des mesures prophylactiques préventives pour que les mesures thérapeutiques - curatives - n'aient plus qu'une importance secondaire, si elles ne deviennent pas totalement inutiles. Pour arriver à ce but, l'invention présente propose une matière synthétique caractérisée par le fait qu'il existe une masse de remplissage absorbant le rayonnement électromagnétique et qui est exempte d'eau de cristallisation de silicium et de bore. I1 faut noter que dans cette relation, le terme "rayonnement électro-magnétique" est à interpréter au sens le plus large ; plus précisément, le spectre comprend l'infrarouge, la lumière visible, l'ultra-violet et les rayons X. L'utilisation d'une matière synthétique conforme à l'invention empêche en grande partie la pénétration de ce rayonnement à l'intérieur de la matière. Les rayons qui se sont malgré tout introduits dans la matière sont absorbés par la masse de remplissage et transformés en chaleur sans qu'il y ait formation de gaz ou vapeurs. Cette chaleur est ensuite éliminée par la conduction thermique. Un exemple d'éxécution de l'objet de l'invention est représenté en coupe et de façon très schématique sur le dessin ci-joint, sous forme d'une buse de soufflage 10. Celle-ci est vissée par des boulons 11 sur la cloison frontale de séparation 13 d'un cylindre de soufflage 14. Cette cloison 13 est munie d'ouvertures directes 12 par lesquelles un gaz d'extinction, par exemple le SF6, est soufflé hors du cylindre 15 à travers la buse 10. Sur la cloison de fermeture 13 est également vissée une tige de contact 16. Celleci peut être mise en contact ou hors contact avec un contact fixe 17. Ces deux pièces de contact ne sont pas les contacts de puissance (non représentés) du disjoncteur à gaz comprimé auquel la buse de soufflage 10 appartient, mais les contacts qui, lors de l'ouverture, se séparent, après les contacts de puissance. Par conséquent, un arc électrique 18 se forme entre ces pièces 16 et 17 de contact. La buse, elle-même, est fabriquée dans une matière synthétique coulable thermoplastique ou thermodurcissable, ou dans une matière synthétique frittée. Dans les deux cas, cette pièce est remplie d'une masse de remplissage 22 qui absorbe le rayonnement électromagnétique de l'arc 18. Sur le dessin, les particules de la masse de remplissage 22 sont fortement agrandies. Peuvent être utilisées comme matières synthétiques coulables : par exemple, le Tétrafluorure d'éthylène modifié, et l'éthylène copolymère avec au moins 60 % de Tétrafluorure d'éthylène, conforme au produit commercialisé sous le nom de "'TEFZEL" par la Société Du Pont de Nemours International, Genève. Les résines époxydes cycloaliphatiques conviennent également. Comme matière synthétique, on peut utiliser le Polytétrafluorure d'éthylène commercialisé sous le nom de "TEFLON" ou "HOSTAFLON". Comme masse de remplissage on peut employer seul ou en combinaison : du carbone, du dioxyde de titane (Rutil), du fluorure de calcium, de l'alumine AL203 (surtout dans la modification , La teneur de la masse de remplissage peut varier entre 5 et 15 % en moyenne du poids, en conséquence de quoi, on choisit une teneur de masse plus élevée dans les régions superficielles orientées vers l'arc que dans les autres régions. La granulation de la matière synthétique n'est pas critique en soi, cependant pour un travail plus facile, il vaut mieux adopter une granulation fine - jusqu'à 100jCCenviron et dans le cas du corindon jusqu'à 5 } On a obtenu d'étonnants résultats avec une buse de soufflage moulée contenant environ 10 % de son poids de poudre de carbone. Son pouvoir isolant et sa résistance aux courants de fuite superficiels ont été à peine affectés en dépit de la masse de remplissage conductrice d'électricité. De bons résultats ont également été obtenus avec une buse de soufflage en "TEFLON", frittée. Cette buse de soufflage contenait comme masse de remplissage du dioxyde de titane, en proportion d'environ 8 % de son poids. REVENDICATIONS 1/ Elément isolant en matière synthétique, contenant une masse de remplissage, soumis aux contraintes de l'arc et situé dans un disjoncteur à gaz comprimé, en particulier dans la buse de soufflage, caractérisé par le fait que la masse de remplissage absorbe un rayonnement électro-magnétique et que cette masse est exempte d'eau de cristallisation, de Si et de B. 2/ Elément isolant, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la masse de remplissage contient du carbone sous forme par exemple, de graphite ou de noir de fumée. 3/ Elément isolant, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la masse de remplissage contient du dioxyde de titane. 4/ Elément isolant, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la masse de remplissage contient du fluorure de calcium. 5/ Elément isolant, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la masse de remplissage contient de l'alumine A12o3 principalement sous forme de corindon. 6/ Elément isolant, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la grosseur des grains d'alumine A1203 est d'environ O - 5 > i. 7/ Elément isolant, selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que la partie effective de la masse de remplissage s'élève à 5-15 % et de préférence à 8-10 % du poids. 8/ Elément isolant, selon la revendication 2, caractérisé par la composition suivante: tétrafluorure d'éthylène modifié, coulable et appauvri par l'adjonction d'environ 10 % en moyenne de son poids de poudre de carbone et éthylène copolymère comportant au moins 60 % de tétrafluorure d'éthylène. 9/ Elément isolant, selon la revendication 3, caractérisé par la composition suivante: polytétrafluorure d'éthylène filtré, et appauvri par l'adjonction de dioxyde de titane, correspondant à 8 % en moyenne de son poids. 10/ Elément isolant, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la teneur de la masse de remplissage est plus élevée à la surface qu'à l'intérieur de l'élément synthétique.