Brevet FR2582439A1 — publié le 19861128

Isolateur suspendu à cloches multiples L'invention concerne un isolateur suspendu à cloches multiples, pour isoler et supporter un conducteur de transmission d'énergie dans une ligne aérienne de trans- port d'énergie. Un isolateur suspendu classique servant à sup- porter un conducteur de transmission d'énergie dans une li- gne aérienne de transport d'énergie, du type représenté sur la figure 6 annexée à la présente demande, comporte un corps isolant 21, un capot métallique fixé à l'extrémité supérieu- re du corps, une tige métallique 24 fixée à l'extrémité inférieure du corps, le capot métallique 22 et la tige métallique 24 étant réunis au corps 21 de l'isolateur par l'intermédiaire d'un ciment 23, tandis que le corps 21 de l'isolateur comporte une cloche 25 faisant saillie à par- tir de lui-même et le long de son pourtour extérieur. Dans le cas du support d'une ligne de transport d'énergie àhaute tension, on utilise une chaîne d'isolateurs, qui comprend un nombre important d'isolateurs suspendus branchés en série, servant à garantir une caractéristique satisfaisante de ten- sion de régime. Cependant, dans l'isolateur suspendu clas- sique représenté sur la figure 6, un capot métallique 22, qui ne contribue pas à améliorer la caractéristique de ten- sion de régime, occupe environ la moitié de la longueur to- tale de la chaîne, et c'est pourquoi lorsqu'un nombre impor- tant d'isolateurs suspendus sont reliés en série, la chaîne d'isolateurs obtenue possède une longueur très importante et par conséquent il faut que l'écartentre un pylône et le conducteur porté par la chaîne d'isolateurs ait une valeur importante, et le coût de construction d'une ligne de trans- port d'énergie est élevé. La présente invention a pour but de résoudre un tel problème, dans des isolateurs classiques et de fournir un isolateur suspendu à clocles multiples, qui permette d'ob- tenir une caractéristique de tension de régime élevée, sans 82439 que la longueur totale de la chatne isolante constituée par les isolateurs soit extrêmement importante. Ce problème est résolu conformément à l'inven- tion à l'aide d'un isolateur suspendu à cloches multiples, 'comprenant un corps, un capot métalli- que relié à l'extrémité supérieure du corps de l'isolateur, et une tige métallique fixée à l'extrémité inférieure du corps de l'isolateur, ledit corps comportant au moins deux cloches, qui font saillie à partir du corps de l'isola- teur sur son pourtour, sous la forme d'une structure monoli- thique, dans lequel lesdites cloches sont disposées sous la forme d'un ensemble à cloches multiples et possèdent un pas approprié (P) d'écartement et une distance appropriée de fuite en surface (L), le rapport (L/P) de la distance de fuite en surface (L) au pas (P) entre la cloche supérieure et la cloche inférieure étant situé dans la gamme 5 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci- après,prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de face, en coupe par- tielle, montrant une première forme de réalisation de l'iso- lateur conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue de face, en coupe par- tielle- montrant une seconde forme de réalisation de l'iso- lateur conforme à la présente invention; la figure 3 est une vue de face, en coupe par- tielle, illustrant une troisième forme de réalisation de l'isolateur conforme à la présente invention; la figure 4 est un graphique illustrant la rela- tion entre la valeur de L/P et la distance de fuite pour 1kV de la tension de régime de l'isolateur; la figure 5 est un graphique illustrant la re- lation entre la valeur de L/P et la hauteur pour 1kV de la tension de régime d'un isolateur; et la figure 6, dont il a déjà été fait mention, 82439 est une vue de face, en coupe partielle, illustrant un iso- lateur classique. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un corps d'isolateur, la référence 2 désigne un capot métallique fi- xé à l'extrémité supérieure 1 de l'isolateur au moyen d'un ciment 3, et la référence 4 désigne une tige métallique fixée à l'extrémité inférieure du corps 1 de l'isolateur, au moyen d'un ciment 5. Le corps 1 de l'isolateur est long et élancé comme cela est représenté sur la figure 1, et la tige métal- lique 4 est insérée profondément à l'intérieur du corps 1 de l'isolateur. Deux cloches 6 et 7 font saillie sous la forme d'une structure monolithique à partir du pourtour du corps 1 de l'isolateur. On peut choisir un nombre approprié de cloches égal à 2,4,5,etc, et il est préférable de prévoir une petite cloche 8 entre les cloches 6 et 7, comme cela est représenté sur la figure 3. Ces cloches 6,7 et 8 sont agencées de telle sorte que, si P désigne le pas d'écartement entre la cloche supérieure 6 et la cloche inférieure 7 et si L désigne la distance de fuite en surface (c'est-à-dire la distance la plus courte entre l'extrémité inférieure A du capot métallique 2 et l'extrémité inférieure B du corps 1 de l'isolateur, représentée sur les figures 1-3 et mesurée le long des surfaces du corps 1 de l'isolateur et des cloches 6,7 et 8), le rapport L/P est tel que 5 pour 1 kV de la tension de régime d'un isolateur pollué. Lorsque L/P est inférieure à 5, la distance de fuite pour 82435 1 kV de la tension de régime d'un isolateur pollué n'est pas tellement différente de la gamme de 5-9 telle que re- présentée sur la figure 4, mais la hauteur pour chaque kV de la tension de régime de l'isolateur pollué est for- tement accrue, comme cela est représenté sur la figure 5, si bien que le pas devient important pour la même distance de fuite en surface. Il en résulte que la longueur d'un isolateur devient importante et que la chaîne d'isolateurs obtenue en réunissant les isolateurs possède une longueur importante et est onéreuse. En général, lorsque la distance de fuite en sur- face d'un isolateur augmente, la tension de régime par rap- port à la position pour un isolateur devient élevée. Cepen- dant, même lorsque la distance de fuite en surface est sim- plement accrue, si L/P dépasse 9, le pas P entre les cloches devient rapidement faible et un arc est susceptible de se produire entre les cloches et par conséquent la caractéris- tique de tension de régime de l'isolateur en rapport avec la pollution diminue et la distance de fuite en surface pour chaque kV de la tension de régime d'unisolateur pollué de- vient longue, comme cela est représenté sur la figure 4. En outre la configuration de la cloche peut être celle d'une cloche ordinaire comportant un nombre important de jupes 9, qui font saillie à partir de sa surface inférieure, comme représenté sur la figure 1, ou l'agencement de la cloche peut être celui de cloches de type aérodynamique, comme re- présenté sur les figures 2 et 3. L'isolateur ainsi réalisé est d'une constitution identique à l'isolateur suspendu classique, en ce que l'ex- trémité inférieure de la tige métallique 4 de la partie su- périeure du corps de l'isolateur est en contact avec le ca- pot métallique 1 fixé à la partie inférieure du corps de l'isolateur, ce qui permet de réunir un nombre important d'isolateurs suspendus en série et d'isoler et de supporter une ligne de transport d'énergie. Cependant dans l'isolateur ?5 82439 conforme à la présente invention, le rapport de la hauteur occupée par le capot métallique 2 à la hauteur totale de l'isolateur est faible et le rapport de la hauteur occupée par le corps isolant 1 de l'isolateur à l'ensemble de la hauteur de ce dernier, qui contribue effectivement à four- nir l'isolation, est élevé et la valeur L/P se situe dans la gamme 5-9, qui est la gamme la plus préférable pour la caractéristique de la tension de régime. C'est pourquoi l'isolateur conforme à la présente invention présente, par rapport à l'isolateur classique, une valeur de tension de régime supérieure d'environ 15-20 % sur toute la longueur de la chaîne d'isolateurs, obtenue. En d'autres termes, lorsqu'on utilise l'isolateur conforme à la présente inven- tion, la longueur totale de la chaîne d'isolateurs, qui est nécessaire pour obtenir la même valeur de tension de régime que celle obtenue grâce à l'utilisation d'un isolateur classique, peut être réduite de 15-20 %, sur la base de la longueur globale d'une chaîne d'isolateurs formée par les isolateurs classiques. Par exemple dans l'isolateur suspendu à cloches multiples conforme à la présente invention et représenté sur la figure 1, si la hauteur H est égale à 235 mm, le diamètre D de la cloche est égal à 254 mm et le pas P entre les cloches est égal à 85 mm, la distance de fuite en sur- face L devient égale à 635 mm et le rapport L/P devient égal à 7,47. C'est pourquoi la distance de fuite pour lkV de la tension de régime de l'isolateur pollué est égale à 23 mm/kV, comme représenté sur la figure 4. Par conséquent, dans le cas de l'utilisation de cet isolateur suspendu à cloches multiples, pour une ligne de transport d'énergie à 400 kV, la tension de régime théorique s'opposant à la pol- lution est 400 x (1/ V-) x 1,1 (facteur de sécurité) = 254 kV et par conséquent la distance de fuite en surface d'une chaîne d'isolateurs est égale à 23 x 254 = 5842 mm, le 82439 nombre des isolateurs nécessaire étant à 5842/635 = 10 isolateurs, et c'est pourquoi l'ensemble de la longueur d'une chaîne d'isolateurs a pour valeur 235 x 10 = 2350 mm. Au contraire, dans l'isolateur suspendu de type standard classique, représenté sur la figure 5, la hauteur H est égale à 146 mm, le diamètre D de la cloche est égal à 254 mm, la distance de fuite en surface L est égale à 292 mm et la distance de fuite pour 1kV de la tension de régime de l'isolateur pollué est égale à 21 mm/kV dans les mêmes conditions de pollution que dans le cas de l'isolateur sus- pendu à cloches multiples conforme à l'invention décrit ci-dessus représenté sur la figure 1. C'est pourquoi, lors- que l'on calcule le nombre des isolateurs et la longueur totale d'une chaîne d'isolateurs nécessaire pour supporter une ligne de transport d'énergie à 400 kV en utilisant le même procédé que décrit ci-dessus, il est nécessaire d'uti- liser 19 isolateurs et la longueur totale de la chaine d'isolateurs est 2774 mm. Lorsqu'on utilise l'isolateur conforme à la présenteinvention, la longueur totale de la chaîne d'isolateurs, qui est nécessaire pour obtenir la même caractéristiquede tension de régime que celle obtenue au moyen de l'utilisation de l'isolateur suspendu de type standard classique, peut être réduite à 85 % de la longueur totale d'une chaîne d'isolateurs formée par des isolateurs classiques, c'est-à-dire que la longueur totale de la chal- ne d'isolateurs peut être réduite d'environ 15 % par rap- port à la longueur totale de la chaîne d'isolateurs consti- tuée par des isolateurs classiques. En outre le poids de la chaîne d'isolateurs formée par les isolateurs classiques est de 99 kg, mais celle de la chaîne d'isolateurs consti- tuée par les isolateurs conformes à la présente-invention est de 88 kg. Cela signifie que l'économie de poids obte- nue grâce à l'utilisation de l'isolateur conforme à la présente invention, est égale à environ 11 %. Comme cela ressort de l'explication donnée ci- 82439 dessus, la présente invention permet d'obtenir une pro- priété de tension de régime élevée sans former une chaî- ne d'isolateurs possédant une longueur totale importante, si bien qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un pylône de grande dimension même dans le cas de l'isolation et du support d'une ligne de transport d'énergie à haute tension, et l'on peut faire une économie sur les coûts de construc- tion d'une ligne de transport d'énergie. Ainsi la présente invention supprime complètement les problèmes de l'art antérieur et est très appréciable dans la pratique. Bien que la présente invention ait été décrite avec un certain degré de particularité, on comprendra que la présente description a été donnée à titre d'exemple et que de nombreuses modifications des détails de construction et de combinaisons et d'agencements des éléments peuvent être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'inven- tion. 82431 REVENDICATION Isolateur suspendu à cloches multiples, comprenant un corps (1), un capot métallique (2) relié à l'extrémité supé- rieure du corps (1) de l'isolateur, et une tige métallique (4) fixée à l'extrémité inférieure du corps (1) de l'isolateur, ledit corps (1) comportant au moins deux cloches (6, 7), qui font saillie à partir du corps (1) de l'isolateur sur son pour- tour, sous la forme d'une structure monolithique, caractérisé en ce que lesdites cloches sont disposées sous la forme d'un ensemble à cloches multiples et possèdent un pas approprié (P) d'écartement et une distance appropriée de fuite en surface (L), le rapport (L/P) de la distance de fuite en surface (L) au pas (P) entre la cloche supérieure (6) et la cloche infé- rieure(7) étant situé dans la gamme 5