Brevet FR2551923A1 — publié le 19850315

La présente invention concerne les bornes électriques à très haute tension. Dans les appareillages électriques et/ou électroniques utilisant des tensions très élevées de plusieurs 5 kilovolts, des problèmes se posent pour la prévention de -la décharge par effluve entre des parties à des potentiels très différents Les problèmes sont particulièrement importants dans le cas des bornes qui servent de jonctions à plusieurs conducteurs Il est souhaitable, dans 10 l'appareillage électrique ou électronique qui utilise des tensions très élevées, d'utiliser des bornes qui réduisent au minimum les risques de décharge par effluve et qui facilitent un grand rapprochement des éléments à des différences de potentiels mutuelles élevées, de 15 manière que la dimension et plus précisément le volume de cet appareillage puissent être réduits au minimum. Selon l'invention, une borne à très haute tension comporte plusieurs saill ies conductrices qui partent en direction radiale d'une partie centrale d'âme conduc20 trice, destinée à faciliter la réalisation d'une jonction entre plusieurs conducteurs, et une région d'un matériau d'isolement destiné à recouvrir les saillies et une partie au moins de la partie d'âme. Les extrémités des saillies éloignées de la 25 partie d'âme peuvent être arrondies. La région de matériau d'isolement peut avoir une surface externe en dôme et la partie d'âme et les saillies peuvent être enrobées sous la surface externe en dôme du matériau d'isolation, et à l'intérieur de 30 celui-ci. Les saillies et la partie d'âme peuvent être réalisées en une seule pièce. La partie d'âme et les saillies peuvent être formées d'un métal tel que le cuivre, et le matériau d'iso35 lement peut être une matière plastique telle que le polytétrafluoréthylène. L'adaptation de la partie d'âme peut comporter un trou ou une cavité ou analogue pour le logement des conducteurs, lors de la fixation de la partie d'âme, par exemple par soudage. En outre, ou dans une variante, la partie d'âme 5 peut avoir un connecteur muni d'un filetage, de préférence entouré au moins en partie par la surface en forme de dôme si bien que les risquesde décharge par effluve à partir du connecteur sont réduits. La borne à très haute tension peut être placée 10 dans un réservoir qui est rempli d'un fluide isolant tel qu'une huile par exemple. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue en plan d'un type connu de borne en forme de dôme, avec un graphique représentant la variation de la contrainte électrique dans la borne; la figure 2 est une vue en plan d'un type connu de borne en forme de dôme analogue à la borne de la figure 1 20 mais recouverte d'une matière plastique isolante, et comprenant aussi un graphique représentant la variation de la contrainte; la figure 3 est une vue en plan d'une petite borne recouverte de matière plastique, avec une courbe 25 représentant la variation des contraintes associées à la borne; et la figure 4 est une vue relativement schématique en plan d'un exemple de borne selon l'invention, recouverte d'une matière plastique, avec un graphique qui indique 30 la contrainte électrique associée à la borne. L'invention concerne la réduction des effets des concentrations des contraintes électriques autour des bornes à très haute tension Ces concentrations se forment plus spécialement autour des coins et des bords 35 nets En pratique, les coins et bords nets sont remplacés par des surfaces courbes polies afin qu'elles soient lisses, ayant des grands rayons de courbure comme indiqué sur la figure 1, avec une courbe 1 de contraintes telle que représentée, lors de l'utilisation d'une borne 2 de forme générale sphérique La réduction des contraintes est obtenue par revêtement des surfaces de forme générale 5 sphérique et courbe de matériaux isolants si bien qu'une chute de tension a lieu dans le matériau d'isolement et provoque une réduction de la contrainte électrique dans l'air environnant Ceci est représenté par le graphique 3 de la figure 2 qui représente la contrainte associée à 10 une borne 4 de forme générale sphérique et courbe entourée par un matériau 5 d'isolement constitué d'une matière plastique Il faut noter que la contrainte est aussi réduite dans ce dernier cas du fait du rayon accru l'interface entre l'air et l'isolant. La contrainte électrique dans le matériau isolant peut être accrue par réduction du rayon de courbure d'un conducteur interne 6 de la borne qui est entouré par un matériau 7 d'isolement comme représenté sur la figure 3. Ceci donne avantageusement une réduction correspondante 20 des contraintes dans l'air environnant puisque la contrainte est transférée au matriau isolant 7 à partir de l'air. Le rayon du conducteur interne doit être réduit à moins de 0,5 mm environ afin que ce perfectionnement soit optimisé comme l'indique la courbe 12, la contrainte dans l'air 25 environnant étant minimale Manifestement, dans de nombreuses applications, ce perfectionnement ne peut pas être réalisé facilement puisque des bornes de plus d'un demi-millimètre doivent obligatoirement être utilisées. On peut réaliser une borne telle que représentée sur 30 la figure 4 afin de mettre en oeuvre les phénomènes qui donnent ce perfectionnement La borne représentée sur la figure 4 a des saillies 8 qui partent radialement d'une partie centrale 9 d'âme, les saillies 8 ayant des parties arrondies d'extrémités et étant incorporées afin qu'elles 35 augmentent localement la contrainte dans une gaine environnante 10 de matière plastique Ainsi, comme l'indique la courbe 11 de la figure 4, la contrainte augmente dans z 2551923 la gaine 10 de matière plastique, si bien que la contrainte est réduite dans l'air environnant. Diverses modifications peuvent être apportées à l'arrangement représenté schématiquement sur la figure 4, 5 dans le cadre de l'invention et, par exemple, pour le logement de conducteurs à raccorder, la partie centrale 9 d'âme peut avoir des connecteurs à vis ou peut comporter une ou plusieurs cavités pour le soudage de conducteurs. Bien que les arrangements décrits précédemment soient 10 indiqués comme étant entourés par de l'air, il faut noter que la borne peut avantageusement être immergées dans un fluide isolant si bien que les risques de décharge par effluve sont encore réduits L'utilisation d'une telle immersion dans un fluide qui augmente la résistance 15 au claquage est bien connue et ne la décrit donc pas. Le matériau dont sont formées la partie 9 d'âme et les saillies 8 de la borne est normalement le cuivre mais tout métal ou autre conducteur peut être utilisé, et le matériau d'isolement est habituellement une matière 20 plastique telle que le polytétrafluoréthylène bien que d'autres types de matériaux d'isolement puissent être utilisés. REVENDICATIONS 1 Borne pour très haute tension, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs saillies conductrices ( 8) partant radialement d'une partie centrale conductrice 5 d'âme ( 9) qui est destinée à faciliter la réalisation d'une jonction entre plusieurs conducteurs, et une région formée d'un matériau d'isolement ( 10) destiné à recouvrir les saillies et une partie au -moins de la partie d'âme. 2 Borne selon la revendication 1, caractérisée 10 en ce que les extrémités des saillies ( 8) éloignées de la partie d'âme sont arrondies. 3 Borne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la région de matériau d'isolement ( 10) est réalisée afin qu'elle ait une surface externe 15 en dôme, et la partie d'âme ( 9) et les saillies ( 8) sont enrobées sous la surface externe en forme de dôme du matériau d'isolement et à l'intérieur de celui-ci. 4 Borne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les saillies 20 ( 8) et la partie d'âme ( 9) sont formées en une seule pièce. Borne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie d'âme ( 9) et les saillies ( 8) sont formées d'un métal, et le matériau 25 d'isolement est une matière plastique. 6 Borne selon la revendication 5, caractérisée en ce que le métal est le cuivre et la matière plastique est le polytétrafluoréthylène. 7 Borne selon l'une quelconque des revendica30 tions précédentes, caractérisée en ce que l'adaptation de la partie d'âme ( 9) comporte au moins un trou, une cavité ou un évidement analogue pour le logement des conducteurs destinés à être reliés de manière conductrice à la partie d'âme. 8 Borne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie d'âme ( 9) a un connecteur muni d'un filetage qui est au moins entouré par la surface en forme de dôme si bien que les risques d'une décharge par effluve à partir du connecteur sont réduits. 9 Borne selon l'une quelconque des revendica5 tions précédentes, caractérisée en ce qu'elle est placée dans un réservoir qui, lors du fonctionnement, est rempli d'un fluide isolant.