Brevet FR2369666A1 — publié le 19780526

La présente invention concerne une traversée isolée à atmosphère gazeuse, et plus particulièrement une traversée isolée à atmosphère gazeuse du type dans lequel un conducteur central est porté par un isolateur de traversée et il est prévu un anneau de blindage mis à la masse à llextérieur de la traversée et un blindage cylindrique mis à la masse à l'intérieur de la traversée pour limiter le gradient de potentiel le long de la surface extérieure de la traversée Comme le montre la figure i , une traversée isolée à atmosphère gazeuse selon la technique antérieure comprend un conducteur central 1, un isolateur de traversée 2 dans lequel se trouve un gaz isolant, par exemple l'hexafluorure de soufre SF6, un blindage 4 mis à la terre, sous la forme d'un cylindre métallique disposé dans le gaz isolant et entourant concentriquement le conducteur central 1, et un blindage annulaire 5 mis à la terre, à l'extérieur de la traversée, et entourant lui aussi concentriquement la traversée 2, les blindages 4 et 5 ayant pour effet d'atténuer le gradient de potentiel entre le conducteur central 1 et le rebord inférieur 3 de la traversée, en augmentant ainsi sa tension nominale. La traversée 2 est montée sur un socle métallique 6 d'une machine ou dispositif électrique. Un autre blindage 7 est éventuellement prévu à l'extrémité supérieure de la traversée. Les lignes équipotentielles de cette traversée apparaissent sur la figure 2. En général, la traversée de ce type est conçue de telle sorte que sa rigidité diélectrique est plus grande à l'intérieur de la traversée qu'à l'extérieur. En d'autres termes, la caractéristique isolante de la traversée est déterminée par la rigidité diélectrique de sa partie extérieure, et par le gradient de potentiel de surface du blindage mis à la terre qui se trouve à I'extérieur, et par celui de la surface de la traversée qui se trouve près du côté mis à la terre. C'est pour cette raison qu'il est possible d'améliorer la rigidité diélectrique de la traversée en concentrant les lignes équipotentielles près du côté de haut potentiel de manière à diminuer le gradient de potentiel le long de la surface de la traversée.On peut y parvenir en disposant le blindage cylindrique 4 mis à la terre plus près du côté de haut potentiel. Cette construction atténue le gradient de potentiel le long de la surface extérieure de la traversée, mais elle augmente le gradient de potentiel le long de la surface interne de la traversée ainsi que le gradient de potentiel local à l'extrémité du blindage cylindrique 4, en nuisant ainsi à la coordination de I'isolation à l'intérieur et à l'extérieur de la traversée. En conséquence, la présente invention a pour objet de procurer une traversée isolée à atmosphère gazeuse qui est perfectionnée, qui possède une construction simple et peu coûteuse, mais qui peut améliorer,la répartition du potentiel le long de la surface extérieure de la traversée. Selon la présente invention, il est fourni une traversée isolée à atmosphère gazeuse du type comprenant un isolateur de traversée, un conducteur central dirigé suivant l'axe géométrique de la traversée, un blindage cylindrique mis à la terre qui est disposé dans la traversée autour du conducteur central, et un blindage mis à la terre qui est monté à l'extérieur de la traversée, un isolant dont l'une des extrémités est fixée à l'une des extrémités du blindage mis à la terre, et un blindage cylindrique de potentiel intermédiaire dont l'une des extrémités est fixée à l'autre extrémité de l'isolant, et qui est placé entre le conducteur central et le blindage mis à la terre. La traversée isolée à atmopshère gazeuse selon la présente invention permet de diminuer le gradient de potentiel le long de la surface extérieure de la traversée, et possède une construction simple. Pour améliorer encore le gradient de potentiel le long de la surface de la traversée, un certain nombre de blindages de potentiel intermédiaires sont éventuellement prévus entre le blindage mis à la terre et le conducteur central. Sur les planches de dessins annexées la figure 1 est une vue en coupe longitudinale représentant la traversée isolée à atmosphère gazeuse selon la technique antérieure type la figure 2 représente les lignes équipotentielles de la traversée de la figure 1 la figure 3 est une vue en coupe longitudinale représentant une forme de réalisation de l'invention la figure 4 est une vue en coupe agrandie d'une partie de la traversée de la figure 3 la figure 5 est une vue en coupe longitudinale représentant une variante de réalisation de l'invention ; et la figure 6 est une vue en coupe longitudinale représentant une autre variante de l'invention qui comporte deux blindages de potentiel intermédiaires. * La forme de réalisation préférée de l'invention qui est représentée sur les figures 3 et 4 comprend un conducteur central 11 porté par un isolateur de traversée 12 comportant un rebord inférieur 13, un blindage cylindrique intérieur 21 qui est mis à la terre et qui est monté sur la face intérieure de la traversée près du rebord 13, et un blindage extérieur 14 qui est mis à la terre et est monté sur le rebord 13 par l'intermédiaire de tuyaux de support 15. La traversée est montée sur le socle métallique 16, mis à la terre, d'un appareil électrique, par exemple un disjoncteur à atmosphère gazeuse. Comme le montre le mieux la figure 4, un blindage métallique cylindrique intermédiaire de potentiel 25 est monté sur l'extrémité supérieure du blindage 21 par i'intermédiaire d'isolants 31 en forme de colonne. Une monture annulaire 26 est formée à l'extrémité supérieure du blindage de potentiel intermédiaire 25 et fait corps avec lui. Le blindage 21 comporte également à son extrémité supérieure une monture annulaire 22 qui fait corps avec lui, et les deux montures annulaires 22 et 26 sont fixées par des boulons 27 aux extrémités opposées d'un certain nombre d'isolants 31 en forme de colonne qui sont disposés en cercle autour du conducteur central. La monture 22 a un diamètre intérieur plus grand que la monture 26, si bien que le blindage 25 est dispose à l'intérieur du blindage 21, lequel est relié électriquement au socle 16 et au rebord 13 par l'intermédiaire d'une plaque de support 23 et de boulons 24. En conséquence, le potentiel du blindage intermédiaire 25 est déterminé par le rapport de la capacité électrostatique entre lui-même et le conducteur central 11, d'une part, à la capacité électrostatique entre les deux blindages 21 et 25, d'autre part, c'est-àdire par leur degré de recouvrement. Du fait de la présence du blindage de potentiel intermédiaire 25, la répartition des lignes équipotentielles qui sont représentées sur la figure 2 est décalée vers le côté de haut potentiel, et puisque la différence de potentiel entre les deux blindages 21 et 25 est fixe, il est possible de réduire le gradient de potentiel à la surface de la traversée. Compte tenu de la caractéristique de rigidité diélectrique à la surface de la traversée au moment ou on verse de l'eau, la répartition du potentiel le long de la surface de la traversée varie sous l'effet des gouttes d'eau qui tombent sur cette surface, mais 1 t avantage est que la répartition intérieure du potentiel est fixée par le blindage de potentiel intermédiaire intérieur. Lorsqu'un blindage de potentiel intermédiaire est prévu dans la traversée, il est possible de rendre le diamètre de l'anneau de blindage extérieur mis à la terre plus petit que celui de la traversée à atmosphère gazeuse classique. Le blindage de potentiel intermédiaire peut être porté par un certain nombre d'isolants dirigés radialement, en forme de tiges et répartis en circonférence, mais cette construction ne permet guère d'assurer la distance de grimpement voulue le long des isolants. En revanche, selon la présente invention, étant donné que les isolants 31 sont disposés de façon à être dirigés suivant l'axe géométrique de la traversée et sont répartis en circonférence autour du blindage 25, il est possible d'obtenir facilement la distance de grimpement voulue. Afin de maintenir le potentiel intermédiaire à la valeur voulue entre 20 et 60% de la tension de secteur, il est nécessaire de mettre dans une position bien précise le blindage de potentiel intermédiaire. Cependant, dans certains cas, la monture supérieure est gênée par la paroi intérieur inclinée de la traversée, auquel cas les isolants 31 peuvent être inclinés d'un angle convenable par rapport à la verticale, comme le montre la figure 5. Lorsqu'on veut améliorer encore la répartition du potentiel le long de la surface extérieure de la traversee, on fait appel à un certain nombre d'étages des blindages de potentiel intermédiaires 25 et 34. Plus précisément, le blindage 34 est monté sur la monture 26 à l'aide d'une monture annulaire 33 et d'un certain nombre d'isolants 32 en forme de colonne et répartis en circonférence, comme le montre la figure 6. Dans les formes de réalisation représentées sur les figures 3 à 5, le potentiel du blindage intermédiaire est donné par V = C2 vO C1 +C2 où VO représente la tension de secteur, C1 la capacité entre le conducteur central et le blindage de potentiel intermédiaire, et C2 la capacité entre ce dernier et le blindage mis à la terre. Les capacités C1 et C2 sont déterminées par les formes géométriques et par les dimensions. Si la structure de support du blindage de potentiel intermédiaire était volumineuse, sa capacité et son poids augmenteraient et il serait alors nécessaire d'augmenter sa résistance mécanique. Cependant, lorsqu'un certain nombre d'isolants en forme de colonne sont répartis en circonférence autour du conducteur central, ils n'ont aucune influence sur la capacité électrostatique déterminée par les dimensions géométriques. En outre, une telle structure de support est légère et peu coûteuse. Dans une traversée isolée bain d'huile, on sait enrouler un certain nombre de couches de papier isolant autour du conducteur central et interposer un certain nombre de couches métalliques en un certain nombre de points espacés radialement des couches de papier superposées. Les couches de papier et les couches de métal sont enroulées de telle sorte que leur forme, en coupe longitudinale, est un cône, de manière à commander la répartition du potentiel à l'intérieur de la traversée. Pour construire une telle traversée, il faut donner une longueur axiale différente aux différentes couches de papier et de métal, ce qui a pour effet d'augmenter le coût de la fabrication. En revanche, dans la traversée à atmosphère gazeuse selon la présente invention, les blindages internes sont dimensionnés et disposés de façon à améliorer surtout la répartition du potentiel le long de ia surface extérieure de la traversée, et sa construction est simple et peu coûteuse. REVENDICATIONS 1. Traversée isolée à atmosphère gazeuse comprenant un isolateur de traversée, un conducteur central dirigé suivant l'axe géométrique de la traversée, un blindage intérieur cylindrique mis à la terre et disposé dans la traversée autour du conducteur central, et un blindage extérieur mis à la terre et monté à l'extérieur de la traversée, caractérisée en ce qu'elle comprend un isolant dont l'une des extrémités est fixée à l'une des extrémités du blindage intérieur, et un blindage cylindrique de potentiel intermédiaire dont l'une des extrémités est fixés à I'autre.extrémité de l'isolant et qui est placé entre le conducteur central et le blindage intérieur. 2. Traversée selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit isolant comprend un certain nombre d'isolants élémentaires en forme de colonne qui sont répartis en circonférence autour dudit conducteur central et dont chacun est relié électriquement audit blindage intérieur et audit blindage intermédiaire par une monture annulaire. 3. Traversée selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits isolants élémentaires sont parallèles audit conducteur central. 4. Traversée selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits isolants élémentaires sont inclinés par rapport à la verticale. 5. Traversée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un autre blindage de potentiel intermédiaire qui est monté sur ledit blindage de potentiel intermédiaire mentionné en premier lieu et est placé entre ce dernier et ledit conducteur central.