Brevet FR2422233A1 — publié le 19791102

La présente invention est relative à une électrode de combustion pour une bague ouverte de protection contre les arcs, avec une entretoise qui porte à son extrémité libre une t8- te d'électrode située entre les extrémités libres de la bague de protection et la tete d'électrode chevauchant celle-ci, qui présente sur le coté opposé au point d'entrée de l'entretoise, un renfoncement. Dans les bagues de protection contre les arcs connues avec une telle électrode de combustion, l'isolement entre la tette d'électrode et les extrémités de la bague est réalisé au moyen de capuchons en matière isolante, qui sont enfilés sur les extrémités de la bague. La tette d'électrode avec son renfoncement en cuvette et l'entretoise, qui sont toutes deux faites de métal, ne portent aucun isolant.Avec de telles bagues de protection et en règle générale, comme on le désire, après l'amor çage d'un arc, un point de base de celui-ci se déplace le long de la bague jusqu'a la tête d'électrode et reste sur celle-ci. I1 ne peut cependant pas autre exclu que le point de base de l'arc reste sur la bague de protection, revienne de la tête d'électrode sur cette bague de protection ou parvienne sur l'entretoise de l'électrode de combustion et y reste, La conséquence dans tous ces cas est que l'armature de protection devient inutilisable. La présente invention a pour base le problème d'offrir une électrode de combustion qui assure que le point de base de l'arc puisse être maintenu écarté de la tête d'électrode, qui peut cependant encore être réalisée simplement et mise en oeuvre avec de hautes tensions. Ce problème est résolu avec une électrode de combustion dont le renfoncement est réalisé en tant que canal s'étendant vers l'extrémité de l'entretoise située dans la tête d'électrode, canal avec lequel est mis en liaison au moins un canal transversal qui débouche dans l'une des deux surfaces latérales de la tête d'électrode situées entre tes extrémités libres de la bague de protection. Déjà gracie à la réalisation du renfoncement en tant que canal s'étendant vers l'extrémité de l'entretoise située dans la tête d'électrode, la capacité de cette tette d' immobiliser le point de base d'un arc est améliorée. Une autre amélioration importante de cette capacité est obtenue gracie au canal transversal ou à plusieurs canaux transversaux semblables. Un tel canal transversal permet en effet la sortie de plasma qui est engendré par l'arc dans le canal et empêche ainsi que le point de base de l'arc soit chassé sous l'influence de la pression du plasna à partir de cette tette d'électrode.La sortie du plasma hors du canal transversal au voisinage des surfaces latérales de la tête d'électrode empêche un dépôt du plasma sur l'isolateur, Une direction du canal transversal telle que le plasma sten échappant s'écoule à l'intérieur de la bague de protection et puisse se déposer sur sa paroi interne plus froide est particulièrement avantageuse. La réalisation du renfoncement en tant que canal dans le prolongement de l'extrémité d'entretoise située dans la tête d'électrode est également avantageuse en ce sens qu'ainsi et en combinaison avec une amenée de courant concentrique à l'axe longitudinal du canal vers le point de base de l'arc, on peut parvenir à une direction de combustion s'étendant suivant la direction longitudinale du canal. L'immobilisation du point de base de l'arc sur la tel te d'électrode est facilitée lorsque la partie métallique de cette tête est encastrée ou noyée dans un corps de matière synthétique qui laisse libre une zone annulaire métallique entourant le canal sur la face externe de la tête d'électrode. En effet, le point de base de l'arc peut ainsi uniquement rester au voisinage du canal et de la zone annulaire l'entourant, laissée libre par le corps de matière synthétique. En outre, un tel corps de matière synthétique peut assurer la fonction d'isolement entre la tete d'électrode et les extrémités de la bague de protection, ce qui simplifie la réalisation de l'armature.Ceci est particulièrement valable lorsque, comme défini dans la revendication 3 ci-après, le corps de matière synthétique est doté de prolongements qui peuvent venir chevaucher les extrémités libres de la bague de protection Dans ce cas, il est utile d'utiliser une matière synthétique conductrice de l'électricité, afin de parvenir à une résistance aux effluves élevée au voisinage des extrémités libres de la bague. Dans une forme de réalisation avantageuse, l'électrode de combustion est réalisée suivant la revendication 4 ci-après, car la liaison par compression entre la tête d'électrode et l'entretoise n'est pas seulement économique, mais surtout permet d'une façon plus simple la compensation des tolérances de fabrication La tette d'électrode peut en effet entre amenée à la position correcte par rapport aux extrémités de la bague et ensuite être assemblée par compression avec l'entretoise dans la zone de son prolongement en forme de douille. Afin d'éviter que le point de base d'un arc puisse sauter sur 1 prolongement en forme de douille ou l'entretoise, les deux pièces sont avantageusement isolées. Une immobilisation particulièrement fiable d'un point de base d'arc sur l'ouverture d'embouchure du canal dans la face externe de la tette d'électrode est obtenue avec une réalisa-- tion de la délimitation de ce canal conformément à la revendication 7 ci-après. Afin de ne pas détériorer la résistance aux effluves de la tête d'électrode par une délimiation à bord relativement aigu de l'ouverture d'embouchure du canal, la face externe de la partie métallique de la tête d'électrode a de préférence une réalisation conforme à la revendication 8 ci-après. Une immobilisation du point de base de l'arc sur l'ou- verture d'embouchure du canal a pour conséquence que l'usure se concentre dans cette zone de la tette d'électrode, Afin de parvenir à une durée de vie aussi longue que possible, on donne avantageusement à la tête d'électrode une réalisation conforme aux revendications 9 et 10 ci-après. Pour parvenir à une durée de vie maximum de la tête d'électrode, il est cependant également important de maintenir à une aussi faible valeur que possible l'usure par combustion de la matière. Ceci peut entre obtenu grace à un choix approprié du diamètre de l'alésage transversal, Une section transversale trop grande conduit en effet à une consommation accrue de la matière. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un exemple de réalisation en combinaisddCavec une bague de protection. La figure 2 est une vue en plan et partiellement en coupe de l'exemple de réalisation et de la bague de protection asso ciée. La figure 3 est une vue en élévation latérale de la te- te d'électrode de la bague de protection, La figure 4 est une vue en élévation de la tttP d'élec- trode de l'exemple de réalisation, en regardant vers l'extérieure Une armature de protection pour un isolateur 1 portant une ligne à haute tension est constituée par une bague de prstec- tion 2 ouverte en forme d'arc de cercle, une entretoise de support 3 et une électrode de combustion 4. La bague de protection ouverte 2, qui est faite d'acier dans l'exemple de réalisation choisir présente comme illustré à la figure 1, un profil en forme de C en section transversale, dont le bord supérieur dirigé vers l'autre extrémité de 11 isola- teur est cintré de façon connue afin d'éviter que le point de base d'un arc reste colle sur le bord aigu et détruise en cet endroit la bague de protection 2. L'entretoise de support 3, à double coude, est reliée rigidement de façon condurtrire à la bague de protection en un endroit situé approximativement diamétralement par rapport à l'intervalle présent entre les extrémi- tés libres 2' de la bague de protection 2. L'électrode de combustion 4 est constituée par une entretoise métallique 5 et une tête d'électrode désignée dans son ensemble par la référence 6. La première extrémités de l'entre toise 5, réalisée avec un double coude comme pour l'entretoise de support 3, est reliée au mEme endroit que cette dernière à l'éclisse de liaison du capuchon 7 de l'isolateur 1, Comme l'illustre la figure 2, la liaison peut se fairé avec la meme vis qui immobilise également l'entretoise de support 3. La tette d'électrode 6 présente une partie métallique 8, qui est constituée par une pièce tournée dans le présent exemple de réalisation. Comme l'illustre la figure 2, la pièce mé- tallique 8 est dotée d'un prolongement en forme de douille écrasé sable 9, qui reçoit l'extrémité de l'entretoise 5 portant la tt- te d'électrode 6. La section médiane, se raccordant au prolongement 9, de la pièce métallique 8 possède un diamètre externe accru par rapport à ce prolongement 9, A la transition avec la section terminale s'étendant jusqu'à la face externe 10 de la tete d'électrode, le diamètre externe de la pièce métallique 8 est encore augmenté, pour obtenir vers la face externe 10, un volume de matière plus grand.La courbure de la face externe 10 est adaptée, comme l'illustre plus particulièrement la figure 1, à celle de la face externe de la bague de protection 2. A l'alésage longitudinal, recevant l'extrémité de l'entretoise 5, du prolongement 9 se raccorde coaxialement à celui-ci, un canal 11 qui traverse de façon rectiligne la pièce métallique 8, jusqu'à la face externe 10. L'ouverture d'embouchure située dans la face externe 10 est délimitée par un bord aigu ou par un petit rayon, comme l'illustre en particulier la figure 2. Le diamètre du canal 11 atteint 15 mm dans le présent exemple de réalisation. Au voisinage de l'extrémité du canal Il se raccordant à l'alésage longitudinal du prolongement 9, deux alésages transversaux 12 s'étendant radialement et diamétralement, avec une réalisation identique, débouchent dans cet alésage longitudinal.Leur diamètre atteint dans le présent exemple de réalisation 7 mm, ce qui correspond à une valeur optimum dans les conditions fixées par les dimensions de l'exemple de réalisation choisi. La pièce métallique 8 de la tte d'électrode 6 est noyée ou encastrée dans un corps de matière synthétique 13, qui possède une conductivité suffisante pour une commande de champ. Le corps de matière synthétique 13, qui forme également une partie de la face externe 10, comme l'illustre en particulier la figure 4, ne laisse libre que la surface frontale dirigée vers l'extérieur de la pièce métallique 8 et une partie de la surface d'enveloppe du prolongement 9. Les surfaces d'enveloppe de la section médiane et de la section terminale de la pièce métallique 8 sont complètement recouvertes par le corps de matière synthétique. A l'endroit ou les deux alésages transversaux 12 sortent de la tête d'électrode 6, le corps de matière synthétique 13 forme à chaque fois une surface latérale plane 14. La section médiane de la tête d'électrode 6, délimitée latéralement par les deux surfaces latérales parallèles entre elles 14, se situe dans l'intervalle compris entre les deux extrémités libres 2' de la bague de protection 2. Lorsque du plasma s'échappe des alésages transversaux 12, il est par conséquent soufflé à l'intérieur de la bague de protection 2 et contre sa surface d'enveloppe inter ne, comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 2.Un prolongement 13' adapté à la forme en profil de chacune des extrémité libre 2', du corps de matière synthétique 13 mène à une forme approximativement rectangulaire de la face externe 10 (voir la figure 4), ainsi qu'à un chevauchement par la t8te d'électrode 10 des deux extrémités libres 2' de la bague de protection 2. Les extrémités libres 2' sont par conséquent non seulement isolée électriquement de la pièce métallique 8 de la tette d'électrode 6, mais encore peuvent s'appuyer mécaniquement sur celle-ci, lorsque par exemple un monteur se trouve sur la bague de protection. La forme en C des deux prolongements 13' permet d'introduire la tete a'électrode 6 radialement vers l'ex- térieur entre les deux extrémités libres 2' de la bague de protection 2.Dans la position correcte de la tette d'électrode 6 par rapport aux extrémités libres 2', le prolongement 9 est comprimé ou écrasé avec l'entretoise 5. Afin d'empêcher qu'un arc puisse sauter sur le prolongement 9 ou l'entretoise 5, cette dernière est munie d'une enveloppe électriquement isolante 15 Jusqutà l'endroit ou l'entretoise pénètre dans le prolongement 9. La partie encore exposée librement lors de la compression du prolongement 9 est recouverte après cette compression par une douille de matière syntbétique 16, qui chevauche, d'une part, l'enveloppe 15 et, d'autre part, le corps de matière synthétique 13. Lorsqu'un arc est amorcé, son point de base situé sur la bague de protection 2 chemine alors vers l'extrémité libre 2' de cette dernière. A cause du cintrage de la branche supérieure du profil en C de la bague de protection 2, le point de base de l'arc ne trouve aucun endroit à arte aiguë qui pourrait gêner la poursuite de son déplacement vers l'extrémité libre 2'. Le point de base de l'arc saute de l'extrémité libre 2' de la bague de protection sur la zone de la face externe 10 formée par la face frontale de la pièce métallique 8 et est maintenu à cause de la délimitation à bord relativement aigu de l'ouverture d'embouchure du canal 11, au voisinage de cette ouverture.L'amenée du courant s'effectuant concentriquement par rapport au canal 11 vers le point de base de l'arc, par l'intermédiaire de l'en- tretoise 5, contribue également à ce phénomène. Le plasma se formant dans le canal 11 s'echappe à travers les alesages transversaux 12 à l'intérieur de la bague de protection 2, de telle sorte qu'il ne peut apparaître dans le canal 11 aucune surpression du plasma tellement élevée que le point de base de l'arc puisse être chasse de l'ouverture d'embouchure. Un saut du point de base de l'arc sur le prolongement 9 ou l'entretoise 5 est empêche par leur isolement. I1 doit entre entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir. du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1. Electrode de combustion pour une bague ouverte de protection contre les arcs, avec une entretoise qui porte à son extrémité libre une tête d'électrode située entre les extrémités libres de la bague de proteciion et les chevauchant, qui présente sur le c3té opposé au point de pénétration de l'entretoise, un renfoncement, caractérisée en ce qué le renfoncement est conçu en tant que canal s'étendant vers l'extrémité de l'entretoise située dans la tête d'électrode, ce canal étant mis en liaison avec au moins un canal transversal qui débouche dans l'une des deux surfaces latérales de la tête d'électrode situées entre les extrémités libres de la bague de protection. 2. Electrode de combustion suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce métallique de la tête d'électrode est noyée ou incorporée dans un corps de matière synthétique, qui laisse libre une zone annulaire métallique entourant le canal sur la face externe de la tété d'électrode, 3, Electrode de combustion suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le corps de matière synthétique est fait d'une matière faiblement conductrice de l'électricité et est doté de prolongements faisant saillie au-delà des faces latérales et venant chevaucher les extrémités libres de la bague de protection. 4. Electrode de combustion suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le corps de matière synthétique s'étend au maximum sur une partie de la longueur d'un prolongement en forme de douille recevant l'entretoise et pouvant être comprimé ou écrasé avec celle-ci , sur la face opposée à la face externe de la pièce métallique de la tête d'électrode, 5, Electrode de combustion suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une douille isolante recouvrant la longueur restante du prolongement. 6. Electrode de combustion suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entretoise présente, dans sa partie située à l'extérieur de la tête d'électrode, une enveloppe électriquement isolante. 7. Electrode de combustion suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ouvertu- re d'embouchure du canal dans la face externe de la tete d'électrode est délimitée par un bord aigu ou avec un petit rayon. 8. Electrode de combustion suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la face externe de la tête d'électrode possede une courbure adaptée à celle de la face externe de la bague de protection. 9. Electrode de combustion suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le volume de matière de la pièce métallique de la tête d'électrode est supérieur au voisinage de la section terminale dirigée vers ltextérieur du canal que dans une autre section de même longueur axiale située plus à l'intérieur, 10. Electrode de combustion suivant la revendication 9, caractérisée en ce que la pièce métallique de la tête d'électrode est un corps cylindrique creux dont le diamètre externe est élargi au voisinage de la section terminale dirigée vers l'extérieur du canal précité, 11. Electrode de combustion suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'axe longitudinal de chaque canal transversal prévu possède dans la section terminale formant l'ouverture de soufflage dans la face latérale, une direction vers le volume interne délimitant l'intérieur de l'extrémité libre s'y raccordant de la bague de protection. 12 Electrode de combustion suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre de chaque canal transversal prévu a une valeur provoquant une usure minimum par combustion sur la tête d'électrode par un arc, grace à un centrage suffisant du point de base de l'arc dans la zone du canal formant le renfoncement