Brevet FR2582440A1 — publié le 19861128

Isolateur de suspension protégé contre tout risque d'explosion La présente invention concerne un isolateur de suspension protégé contre tout risque d'explosion, qui interdit toute rupture par explosion de son corps isolant lui-même sous l'effet d'une décharge disruptive à l'intérieur du capuchon et qui possède essentiellement la même résistance mécanique que celle des isolateurs de suspension usuels. Lorsqu'un isolateur de suspension usuel est endommagé en raison de l'application d'une force mécanique externe, comme par exemple un choc, ou une force externe électrique, comme par exemple une décharge lumines- cente, et qu'une fissure s'étend jusqu'à la partie de tête du corps de l'isolateur, ce dernier est apte à résister à une charge de travail mé- canique. Cependant, si une tension anormale est appliquée dans cet état, il peut arriver qu'une décharge disruptive interne se produise le long de la surface de la fissure à l'intérieur du capuchon et que la partie de tête du corps de l'isolateur se rompe sous l'effet d'une pression in- terne accrue au point de provoquer une explosion, cette pression étant produite par décharge disruptive interne, et entraiînant une détérioration grave à un point tel que la chaîne d'isolateurs risque d'être sectionnée. Comme cela est décrit dans la demande de brevet japonais publiée no 3589/70, la société NGK Insulators, Ltd. a inventé un isolateur de suspension dans lequel aucun claquage interne ne peut se produire, même lors de l'applica- tion d'une tension anormale, par suite de l'application d'une couche iso- lante sur la surface interne du capuchon métallique et sur la surface externe de la tige métallique. Cependant, un tel isolateur de suspension du type protégé contre les risques d'explosion ne possède pas une fiabilité satisfaisante étant donné que la protection contre une décharge disruptive interne n'est que d'environ 85 %. En outre, étant donné que cet isolateur de suspension présente comme inconvénient le fait que le fonctionnement mécanique ne peut pas être maintenu de façon stable, il n'a pas été utilisé largement dans la pratique. La présente invention a été mise au point de manière à fournir un isolateur de suspension protégé contre tout risque d'explosion, dans lequel une décharge disruptive interne ne peut être empêchée de façon sûre et qui possède pratiquement la même résistance à la traction que les isolateurs de suspension usuels, tout en résolvant les problèmes que présentent les 82440 isolateurs de suspension classiques. D'une manière générale, afin d'améliorer la performance d'isolation électrique, il est nécessaire de réduire les trous d'épingle et d'accrot- tre la résistance d'isolation. A cet effet, il est souhaitable d'accroi- tre l'épaisseur de la couche isolante. Cependant, si cette couche a une épaisseur trop grande, il se pose un problème du fait que la résistance à la traction en tant qu'élément de performance fondamentalement indispen- sable de l'isolateur de suspension est réduite. Après avoir exécuté des études répétées sur les points mentionnés cidessus, les auteurs de la présente invention ont trouvé que le module de Young de la couche isolante présente une importance capitale en rap- port avec l'action de tampon dans le cas de l'application d'une charge de traction. La présente invention a été conçue sur la base des connaissances indiquées précédemment- Conformément à la présente invention, il est prévu un isolateur de suspension protégé contre tout risque d'explosion, comportant un corps d'isolateur, et un capuchon métallique et une tige métallique tous deux réunis au corps d'isolateur à l'aide d'un ciment, caractérisé en ce qu'une pellicule électriquement isolante formée d'une résine synthétique possé- dant un module d'élasticité (module de Young) compris entre 200 000 et 800 000 N/cm2 (20 000 à 80 000 kgf/cm2) est appliquée avec une épaisseur comprise entre 300 et 1500Am sur la surface interne du capuchon métalli- que et/ou sur la surface externe de la tige métallique, en un emplacement o la tige métallique est encastrée dans le ciment. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexes dans lesquels des changements ou modifications peuvent être aisément réalisés par le spécialiste de la technique sans pour autant sortir du cadre de la présente invnetion. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue de face en coupe partielle d'une forme de réalisation conforme à la présente invention; - la figure 2 est un graphique montrant la relation entre le module d'élasticité (module de Young) d'une pellicule électriquement isolante et la résistance à la traction de l'isolateur de suspension; et 82440 - les figures 3 à 5 sont des graphiques montrant la relation entre l'épaisseur de la pellicule électriquement isolante et la résistance à la traction de l'isolateur de suspension. Ci-après, on va expliquer de façon plus détaillée la présente in- vention en se référant à une forme de réalisation représentée sur les dessins annexes. Sur la figure 1, les chiffres de référence 1, 2 et 4 désignent respectivement un corps d'isolateur constitué par une porcelaine, un capuchon métallique fixé à une partie de tête du corps d'isolateur au moyen d'un ciment 3, et une tige métallique fixée dans la partie centrale d'un renfoncement ménagé sur la face inférieure du corps d'isolateur 1 au moyen d'un ciment 5. Dans les isolateurs de suspension classiques usuels, une peinture vitreuse molle est appliquée sur la surface interne du capuchon métalli- que 2 et sur la surface externe de la tige métallique 4 sur des parties qui sont respectivement en contact aveo le ciment 3, 5, sur une épaisseur comprise respectivement en 10 et 20 /ym. Conformément aux isolateurs classiques protégés contre les risques d'explosion mentionnés ci-dessus, on forme en cet endroit une couche isolante constituée par une résine époxy, une résine d'uréthane ou analogue. D'autre part, conformément à la présente invention, on forme sur les parties mentionnées précédemment, sur une épaisseur comprise entre 300 et 1500//m, des pellicules électriquement isolantes 6 et 7 consti- tuées fondamentalement par une résine synthétique telle qu'une résine époxy, une résine de polyester, une résine acrylique ou analogue, possé- dant un module d'élasticité (module de Young) compris entre 200 000 et 800 000 N/cm (20 000 et 80 000 kgf/cm2). La raison pour laquelle le modu- le d'élasticité (module de Young) des pellicules électriquement isolantes 6 et 7 est limité à des valeurs comprises entre 200 000 et 800 000 N/cm2 résulte de ce qui est représenté sur la figure 2, étant donné que la pellicule est trop molle dans le cas d'un module d'élasticité inférieur à 200 000 N/cm2, ce qui réduit la résistance à la traction de l'ensemble de l'isolateur de suspension, tandis que si le module d'élasticité est supérieur à 800 000 N/cm, il apparaît une fissure, ce qui réduit la propriété d'isolation électrique. La raison pour laquelle l'épaisseur 8244( de la pellicule est limitée à une valeur comprise entre 300 et 1500/úm, réside dans le fait que l'on ne peut pas former une pellicule de revêtement complete dans le cas d'une-épaisseur inférieure à 300 Am, ce qui pose un problème en ce qui concerne la performance d'isolation électrique, et en- traîne une aptitude réduite à résister à une charge de traction lorsque les pellicules électriquement isolantes 6 et 7 sont appliquées à la fois sur le capuchon métallique et sur la tige métallique 4, tandis que si l'épaisseur dépasse 1500 Arm, les pellicules électriquement isolantes 6 et 7 sont comprimées par la contrainte de traction, ce qui entraîne un dé- placement plus important et réduit par conséquent la contrainte de traction. Cette relation entre l'épaisseur de la pellicule et la résistance à la traction de l'isolateur de suspension est représentée sur les graphiques des figures 3 à 5. La figure 3 représenter le cas o les pellicules électri- quement isolantes 6 et 7 sont formées à la fois sur le capuchon métallique 2 et sur la tige métallique 4. La figure 4 montre le cas o la pellicule électriquement isolante est formée uniquement sur le capuchon métallique 2. La figure 5 montre le cas o la pellicule électriquement isolante est formée uniquement sur la tige métallique 4. Conformément à l'isolateur ainsi constitué, même lorsqu'une fissure apparait dans le corps d'isolateur 1 par suite de l'application d'une cer- taine force externe et de l'application d'une tension anormale entre le capuchon métallique 2 et la tige métallique 4, une décharge disruptive interne ne se produit pas le long de la surface de la fissure à l'intérieur du capuchon, étant donné que la pellicule électriquement isolante 6, 7, qui possède une excellente propriété d'isolation, est formée sur la surface interne du capuchon métallique 2 et/ou sur la surface externe de la tige métallique 4. En outre, le module d'élasticité (module de Young) et l'é- paisseur des pellicules électriquement isolantes 6 et 7 sont réglés de manière à obtenir une dureté et une résistance à la traction, appropriées, et pour que la charge de traction puisse être répartie et atténuée. Ainsi, comme représenté sur les figures 2 à 5, on peut obtenir la même excellente résistance à la traction que dans le cas des isolateurs de suspension usuels Ci-après, on va indiquer les résultats d'essais concernant les caractéristiques de résistance à l'arc électrique lors de l'application d'une charge de traction, en ce qui concerne les isolateurs de suspension 82440 protégés contre tout risque d'explosion conformes à la présente invention, et les isolateurs de suspension classiques usuels recouverts par une pein- ture bitumineuse. Dans chaque exemple, on a formé une fissure dans une partie de tête d'un isolateur de suspension d'un diamètre de 25,4 cm de qualité 120 KN (valeur nominale M & E: 120 KN). Dans les isolateurs de suspension con- formes à la présente invention, les pellicules électriquement isolantes 6 et 7 constituées par une couche de résine époxy possédant un module d'élasticité égal à 500 000 N/cm2 (50 000 kgf/cm2) possédaient toutes les deux une épaisseur de 1000 dUm. Comme isolateursde suspension classiques, on a adopté des produits recouverts de peinture bitumineuse sur une épais- seur de 20 Dm. On a effectué un essai de résistance à l'arc électrique, dans le cas de l'application d'une charge de traction correspondant à 20 % de la charge nominale pendant une durée de 0,2 seconde sous 11 kA. De ce fait, l'ensemble des dix éprouvettes conformes à la présente invention ont subi une décharge disruptive externe, mais la tige n'a pas été expulsée sous l'effet de l'explosion. Cinq des dix échantillons des produits clas- siques ont explosé sous l'effet du claquage interne, de sorte que les tiges ont été éjectées.En outre, on a effectué des essais de'résistance à l'arc électrique, sous l'application d'une charge de traction correspondant à % de la charge garantie. L'ensemble des cinq échantillons conformes à la présente invention a subi une décharge disruptive externe. D'autre part, l'ensemble des cinq échantillons classiques ont explosé sous l'effet de claquage interne, ce qui a provoqué-une éjection de la tige. Il ressort à l'évidence de ce qui précède, que conformément à la présente invention, les possibilités d'empêcher une rupture par explosion dans l'isolateurde suspension sous l'effet d'une décharge disruptive interne peuvent être améliorées et on peut obtenir essentiellement la même résis- tance à la traction que dans le cas des isolateurs de suspension usuels, en déposant une pellicule électriquement isolante possédant un module d'élasticité spécifique de Young et une épaisseur spécifique sur la sur- face interne du capuchon métallique de l'isolateur de suspension, et/ou sur la surface externe de la tige métallique de celui-ci, en un emplace- ment au niveau duquel la tige métallique est encastrée dans le ciment. Ainsi, la présente invention apporte une contribution extrêmement importante 82440 dans l'industrie, en ce qu'elle supprime les défauts des isolateurs de suspension classiques de ce type. 82440 REVENDICATIONS 1. Isolateur de suspension protégé contre tout risque d'explosion, comportant un corps d'isolateur (1), et un capuchon métallique (2) et une tige métallique (4) tous deux réunis au corps d'isolateur au moyen d'un - ciment (3 resp.5), caractérisé en ce qu'une pellicule électriquement iso- lante (6 resp.7) formée d'une résine synthétique possédant un module d'é- lasticité de Young compris entre 200 000 et 800 000 N/cm est appliquée avec une épaisseur comprise entre 300 et 500 /m sur la surface interne du capuchon métallique (2) et/ou sur la surface externe de la tige métal- lique (4), en un emplacement o la tige métallique (4) est encastrée dans le ciment (5). 2. Isolateur de suspension protégé contre tout risque d'explosion selon la revendication 1,-caractérisé en ce que la pellicule électrique- ment isolante (6 resp.7) est constituée par une résine choisie dans le groupe comprenant les résines époxy, les résines de polyester et les résines acryliques.