Brevet FR2485282A1 — publié le 19811224

La présente invention se rapporte d'une manière génerale, à l'utilisation de matière électriquement isolante et mécaniquement rigide dans les dispositifs de raccordement haute tension ou de terminaison des cables d'énergie électrique. En effet, dans ces types de matériels électriques à haute tension, il faut éviter impérativement l'ionisation des particules d'air ou de gaz à l'ìn- térieur des montages, afin de préserver l'intégrité électrique des pièces en contact. En effet, la présence de particules d'air ou de gaz au sein d'un diélectrique est néfasté au comportement de celui-ci. Le gradient de potentiel étant grand dans ces pièces, il s'y produit une ionisation intense. Cette ionisation détermine notamment la production, par dissociation des molécules d'oxygène, d'ozone qui agit sur l'isolant, le détruit peu à peu et provoque finalement son percement et la destruction de la pièce par claquage. Dans son application actuelle, le dispositif faisant l'objet de l'invention est utilisé dans du matériel de raccordement pour des câbles moyenne tension à isolement synthétique, plus précisément pour des câbles isolés au polyéthylène réticulé et pour des tensions allant jusqu'au 36 KV. Le dispositif peut-être utilisé dans d'autres domaines sans sortir du cadre ni de l'esprit de la dite invention. Dans l'état actuel de la technique, les pièces sont réalises par le moulage associé d'élastomères électriquement isolants et électriquement conducteurs, de manière à créer des zônes équipotentielles, nécessaires au bon fonctionnement de tels accessoires. Un tel dispositif requiert une fabrication dont les phases se révèlent tout particulièrement délicates : surmoulages successifs d'éLåstomères souples vulcanisation de ces élastomères et contrôle unitaire à tous les stades de production : tout ceci aboutissant à un prix de revient élevé accompagné d'un taux due déchets considérable. Le dispositif. équipotentiel selon l'inveti-on apporte une robustesse mécanique de l'équipage, une nouvelle technique- d'assemblage beaucoup plus simple qui entrains un coût de fabrication sensiblement inférieur au dispositif cidessus cité, tout en respectant les qualités électriques souhaitées. En créant une chambre équipotentielle, on réalise articiciellement une cloche dont les parois métalliques polarisent toutes les particules d'air ou de gaz emprisonnées au même potentiel que celui de la pièce à embrocher. Grace à un- interface souple et isolant, on réalise l'étanchéité électrique de la chambre équipotentielle par rapport aux pièces à embrocher. La souplesse et l'élasticité permettent la mise en place aisée du dispositif. La parfaite adhérence aux pièces embrochées élimine l'inclusion d'a r ou de gaz susceptibles de s'ioniser Les avantages de l'intention ressortiront mieux des descriptions qui vont suivre faites en références aux dessins des pièces en coupes axiales et suivant des projections en planche I. Il III. IV et V. La planche I représente le dispositif de l'équipage équipotentiel que l'on retrouvera sous différentes adaptations sur les planches 11. III. IV.et V, On distingue une chambreque l'on qualifiera d'équipotentielle, une broche de contact 2 conductrice qui réalise une continuité électrique avec les dispositifs destinés à etre ultérieurement embrochés est rapportée au centre de la chambre 1 . Un interface souple et isolant, se loge et s'immobilise à 1' intérieur de la chambre grâce à une couronne 4 . Le repère X) identifie le logement de la pièce à embrocher. Pour les raccordements électriques de cabales d'énergie haute tension à diverses sources, on utilise un moyen de connesir- rapide analogue à des prises de courant ; celles-ci se raccordent sur des socles que l'on qualifie de parties fixes, généralement montées sur les équipements (transformateurs, cellules etc...). Dans les multiples configurations de réseaux possibles, il apparatt des cas de figure où des parties fixes non- connectées se trouvent sous tension et doivent être isolées par rapport à la masse de l'appareil qui les supportent. Pour rendre cet isolement correct aux tensions requises on coiffe la partie fixe d'un bouchon dans lequel est employé le procédé objet-de la présente invention. Le dit bouchon est décrit sur-la planche II. Le bouchon se compose : d'une chambre 1 que l'on qualifiera d'équipo- tentielle, au sommet de l'équipage ; une broche de contact -conductrice est rapportée au centre de la chambre ( et réalise une continuite electri- que avec la partie fixe complémentaire. La chambre équipotentielle est sur moulée dans une matière isolante et rigide 5I) . Le surmoulage place la chambre dans une position telle que l'interface souple et isolant 3 lors de sa mise en place et de son immobilisation gràce à une couronne résente une surface de contactexempte d'inclusion d'air ou de gaz et évite le cheminement électrique. En réalisant l'insert "chambre équipotentielle" en matière identique à celui du surmoulage extérieur, mais métallisée pour le rendre conducteur au moins superficiellement, on respecte le concept de chambre équipotentielle étanche métallique, avec comme avantage un coefficient de dilatation identique par rapport à toutes les autres pièces en présence. Lors des échauffements dus au fonctionnement et lors du retrait des matières en fabrication, on est donc certain de ne pas assister à un arra- chage des surfaces en présence et donc dtéliminer une source d'inclusion de particules d'air ou de gaz. Dans d'autres types de raccordements électriques moyenné tension, on utilise un moyen de connexion rapide qui vient coiffer la partie fixe et permet une connection dite aérienne, à cables non isolés. Une distance de cheminement correspondant aux normes en vigueur et dépendant de la tension de service et de l'environnement atmosphérique doit être réalisée entre la zone de connexion externe et la masse de l'appareil support. La description qui suit ainsi que la planche III font etat d'un tel dispositif appelé isolateur dans lequel on utilise le procédé objet de l'invention. I1 comporte une chambre equipotentielle C au sommet de l'équipage interne, une broche conductrice rapportée au centre de la chambre se prolongeant jusqu'au niveau 8 où point de contact extérieur, la chambre équipotentielle 1 est surmoulée par une matière synthétique rigide et isolante. Lors de sa mise en place et de son immobilisation gràce a une couronnej4\ 'interfaoejprésente une surface de contact 6 exempte d'in- clusion d'air ou de gaz qui évite le cheminement électrique. Une pulvérisation métallique partielle sur l'extérieur de l'isolateur met la surfacecréée par la génératrice comprise entre les points potentiel B au potentiel de la masse. La surface X de forme étudiée sert de déflecteur de champ, selon un procédé déjà connu. La surface S créée par la génératrice comprise entre les points B et C test pas métallisée et doit présenter une -ligne de fuite suffisante dans l'air aux tensions d'utilisation considérées. En effet, le point C est au potentiel de la ligne, et le point B au potentiel de la masse. Cette ligne de fuite peut d'ailleurs etre allongée en cas de nécessité par l'adjonction de "jupes" ou ailettes telles que présentées sur la planche III. Dans d'autres cas de raccordement, une application du dispositif objet de l'invention concerne des-systèmes propres à équiper- les extrémités des câbles de haute tension, que celles-ci soient raccordées à d'autres extrémités de cible de même type ou à des ensembles de pièces fixes comme décrit précédemment. Leur mise en oeuvre doit être simple et des protections contre les effets destructeurs dûs à la distorsion locale du champ électrique et en particulier au niveau de la coupure des écrans de blindage des câbles en question doit être assurée. A cet effet, les dispositifs utilisés sont Une chambre 1 au centre de la pièce, une broche 2 est rapportée dans une cosse alimentée par le chable à raccorder situant aussi la broche au centre de la chambre 1 . . La chambre équipotentielle est surmoulée par une matière isolante rigide 5 , le surmoulage place la chambre dans une position telle que les deux interfaces 3A et 3B souples et isolants, lors de leur mise en place et de leur immobilisation grâce aux couronnes et 9 présentent des surfaces de contact exemptes d'inclusions d'air ou de gaz eut évitent les cheminements électriques. Une métallisation de l'enveloppe extérieure 7 de la pièce met celleci au potentiel de la masse. Dans certains cas de raccordements relatifs à l'application du dispositif, objet de l'invention, on distingue un système propre à effectuer le raccordement bout à bout de câble d'énergie haute tension entre eux. La mise en oeuvre d'un tel dispositif -doit être simple et doit protéger la zone de connexion des distorsions locales du champ électrique surtout au niveau de la coupure des écrous de blindages des câbles en présence. La description qui suit, accompagnee de la planche V, fait état du dispositif appelé jonction. Il comporte ùne chambre équipotentielle au centre de la pièce. Un raccord 2 au centre de la chambre i effectue la liaison entre les ames des câbles en présence. Les pièces g établissent la mise au potentiel de la chambre. La chambre équipotentielle 1 est surmoulée par une matière synthéti- que isolante rigide )le le surmoulage place la chambre dans une position telle que l'interface souple et isolantlors de sa mise en place et de son immobilisation grâce à une couronnÇ)4 présente des surfaces de contact et et 8 exemptes d'inclusion d'air ou de gaz et évitent le cheminement électrique.Une métallisation 7 sur ltextérieur de la pièce met l'enveloppe de celle-ci au même potentiel que celui-de la masse. Il est possible en réalisant-une enveloppe métallique type alliage léger de renforcer mécaniquement la protection de la jonction tout en respectant les caractéristiques électriques souhaitées. Bien entendu, les descriptions qui précèdent sont données à titre d'exemple non limitatif et d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir ni de l'esprit ni du cadre de la présente invention. Cette invention trouve principalement son application dans tous les problèmes de jonctions, raccordement, etc... de cabales haute tension isolés. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à supprimer les inconvénients de- l'effet CORONA dans les divers équipements d'extrémité de câble haute tension, caractérisé par un équipage interface constitué d'un isolant souple pouvant créer une parfaite adhérence entre les pièces rigides en présence, éliminant par le fait l'inclusion de particules d'air ou de gaz susceptibles de s'ioniser, car soumises à des champs électriques intenses. 2. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le-fait que le matériau souple formant la pièce interface est un élastomère- électriquement isolant. 3. Dispositif selon la revendicatin 1. Caractérisé par le fait que l'ensemble des jeux fonctionnels des pièces en présence sont situées àl'intérieur d'une chambre équipotentielle, qui évite l'ionisation en annulant les champs électriques dans ces régions. 4. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que la chambre équipotentielle dont il est fait état dans la revendication 3 peut être réalisée dans un matériau isolant rigide, rendu conducteur en surface par une métallisation. 5. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que l'ensemble du surmoulage peut entre réalisé dans un matériau analogue à celui dont il est fait état dans la revendication 4. de manière à supprimer les effets néfastes dus aux différences de dilatation lors de la fabrication ou de l'utiw lisation de la pièce. 6. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que le surmoulage dont il est fait état dans la revendication 5. peut-être métallisé de manière à pouvoir porter la surface des pièces à un potentiel donné (par ex. : la masse). 7. Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que la métal lisation dont il est fait état dans la revendication 6. puisse constituer. un déflecteur de champ électrique. 8. Dispositif selon la reyendication 1. Caractérisé par le fait que la chambre équipotentielle dont il est fait état dans la revendication 3. est généralement placée au même potentiel que les pièces de contact centrales qui permettent la liaison électrique avec les dispositifs complémentaires.