Brevet FR2599180A1 — publié le 19871127

Isolateur de suspension La présente invention concerne un isolateur de suspension comportant un chapeau et une tige dont la séparation est rendue impossible, même lorsqu'il est atteint d'un coup de fusil, ce qui autrement provoquerait un 5 accident grave, tel qu'une chute de tension de lignes de transport de courant à haute tension ou de lignes semblables. Un isolateur de suspension destiné à supporter une ligne de transport de courant à haute tension ou une ligne semblable est parfois pris comme cible de tir d'un fusil ou d'une arme équivalente. Lorsqu'une balle per10 cute la cloche d'un isolateur de suspension, il arrive que celle-ci se fissure jusqu'à sa partie en céramique formant tête, qu'une chaîne d'isolateurs soit décrochée par un éclair ou un phénomène similaire, ou parfois mise en morceaux. L'isolateur de suspension ne peut par suite pas fonctionner convenablement. Il arrive, par conséquent, que le conducteur rompu et/ou la 15 panne électrique d'une ligne de transport de courant à haute tension soit à l'origine d'un accident catastrophique imprévu, et notamment en Amérique du Nord, en Amérique du Sud, en Australie et dans d'autres endroits o des balles à grande vitesse sont utilisées depuis peu de temps pour la chasse, provoquant fréquemment de tels accidents. En conséquence, on a amélioré la 20 résistance à la fissuration de la coupelle d'isolateur en remplaçant le matériau en céramique feldspathique par une céramique contenant de l'alumine, mais il est impossible d'empêcher totalement une fissure de se propager jusqu'à la partie formant tête dans le cas de chocs par balles. La présente invention a pour but de résoudre les problèmesdé25 crits cidessus et de proposer un isolateur de suspension, notamment un isolateur de suspension qui possède une excellente résistance aux balles, qui puisse satisfaire aux propriétés électriques et mécaniques requises et qui en même temps ait un comportement de résistance à la fissuration supérieure en empêchant la propagation de fissures jusqu'à sa partie for30 mant tête, même s'il est atteint par un coup de fusil. La présente invention se caractérise par le fait qu'une déformation par compression supérieure à 10x10-6 est définie dans la direction circonférentielle, au moins à proximité de la base en cloche de la partie formant tête en céramique de l'isolateur de suspension. Un but de la présente invention est de définir une 2599 1 80 -2 déformation par compression supérieure à 10x10-6 dans la direction circonférentielle, à proximité de la base en cloche de la partie formant tête en céramique, de façon que même si la partie formant cloche de l'isolateur est atteinte par une balle provoquant une fissure, une propagation de la fissure est stoppée-par cette zone de déformation par compression et n'atteint jamais la partie formant tête en céramique qui porte directement la charge. Seule la partie formant cloche est donc brisée, mais la totalité de la chaîne d'isolateurs reste inchangée de manière à ne pas provoquer une catastrophe quelconque, telle que la chute de tension d'une 10 ligne de transport de courant à haute tension. La raison pour laquelle la valeur de la déformation par compression est ici supérieure à 10x10-6 est qu'une valeur inférieure à celle-ci ne peut pas fournir un effet suffisant, comme on peut le voir dans des exemples qui seront expliqués ultérieurement. Par ailleurs la raison pour laquelle la déformation par com15 pression se situe dans la direction circonférentielle est qu'il se produit inévitablement une séparation du chapeau et de la tige de l'isolateur à la suite d'une propagation de fissures due à une contrainte de traction dans la direction ciroonférentielle, si bien que si l'on définit préalablement une zone de déformation par compression, la contrainte de traction est 20 annulée pour stopper une propagation de fissures. Ce qui précède ainsi que d'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui sera donnée ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans les25 quels: - la figure 1 est une vue frontale partiellement en coupe montrant un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue frontale partiellement en coupe montrant un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est un graphique montrant la relation entre une marge d'ajustement fretté et une déformation par compression dans le mode de réalisation de la figure 1; et - la figure 4 est un graphique montrant la relation entre une déformation par compression et un effort de traction. En référence à la figure 1, on peut voir un premier mode de -3 réalisation de l'invention, dans lequel le numéro de référence 1 désigne une partie formant cloche, le numéro 2 une partie de celle-ci formant tête en céramique, le numéro 3 une tige fixée à l'intérieur de la partie formant tête en céramique 2 à-l'aide d'un ciment 4, et le numéro 5 un chapeau fixé à l'extérieur de la partie formant tête en céramique 2 à I'aide d'un ciment 6. Dans ce mode de réalisation, une partie périphérique du chapeau 5 comporte une partie linéaire droite 7, et un anneau en métal 8 est accouplé à cette partie linéaire droite 7 par un ajustement fretté, par matage ou par un procédé équivalent, pour ainsi définir une déformation par compression 10 déterminant une déformation de la céramique supérieure à 10x10-6 à proximité de la base en cloche de la partie formant tête en céramique 2, dans la direction circonférentielle. En outre, au lieu d'utiliser l'anneau en métal 8, il est préférable d'exercer une forte pression directement sur la partie périphérique du chapeau 5 et de modifier celle-ci après assem15 blage des accessoires en métal,et de définir une déformation par compression dans la partie formant tête en céramique 2. La Figure 2 montre un second mode de réalisation de l'invention, dans lequel un anneau 8 est accouplé directement à la partie formant tête en céramique 2 par un assemblage fretté, par matage ou par un procé20 dé équivalent, pour définir une déformation par compression au niveau de celle-ci. Au cours d'un essai de résistance à la traction, on a mesuré la relation entre la déformation par compression dans la direction circonférentielle et la résistance à la traction après rupture de la partie 25 formant cloche par une balle, en utilisant un isolateur de suspension selon l'invention, représenté sur la Figure 1. Une éprouvette a été constituée par un isolateur de suspension d'un type à rotule de 250 mm, appartenant à la catégorie JIS C3810, et le diamètre extérieur d'un chapeau a été coupé à une dimension de 120 mm, puis l'on a accouplé au chapeau un 30 anneau en métal de 10 mm d'épaisseur et de 13 mm de hauteur par une méthode d'ajustement fretté. On a, dans ce cas, fait varier l'ajustement fretté en plusieurs étapes de 0,02 à 0,12 mm, comme indiqué sur la Figure 3; chaque type de déformation par compression a été défini, un effort de traction de 4 à 10 tonnes dans la direction axiale a été appliqué à l'ai35 de d'une machine de test mécanique du type Amsler,-et la partie formant -4 cloche a été brisée par un coup de fusil. La Figure 4 est un graphique indiquant le résultat de cet essai, qui montre qu'au niveau de la partie située au-dessous de la ligne droite, il se produit une séparation du chapeau et de la tige de l'isola5 teur sous l'effet d'une propagation de fissure à la partie formant tête en céramique, tandis qu'au niveau de la partie située au-dessus de cette ligne droite la fissure apparue dans la partie formant cloche ne parvient pas jusqu'à la partie formant tête en céramique et qu'aucune séparation de l'isolateur ne se produit. Ainsi, lorsque la déformation par compres10 sion dans la direction circonférentielle est définie supérieure à 10x10-6 dans les conditions d'effort de traction correspondant à l'isolateur, il a été confirmé qu'une propagation de la fissure amorcée par un coup de fusil au niveau de la partie formant cloche peut être stoppée à proximité de la base en cloche de la partie formant tête en céramique. De plus, il 15 est possible d'utiliser un fil métallique d'un grand diamètre, tel qu'un anneau en métal, mais pour éviter une concentration d'une contrainte de compression, il est préférable d'utiliser un anneau large semblable à une bande, comme illustré dans le mode de réalisation correspondant. La partie périphérique du chapeau de l'isolateur de suspension 20 de 248 mm qui avait la forme représentée sur la Figure 1 a été découpée pour présenter un diamètre extérieur de 86 mm, après quoi un anneau en métal de la même qualité et possédant un diamètre extérieur de 106 mm, une épaisseur et une largeur de 10 mm a été ajusté par frettage et pour simuler les conditions réelles, un effort de traction a été appliqué à l'isolateur, lequel a été placé à un angle de 45 degrés par rapport à unetrajectoire. On a fait feu avec un fusil à une distance de 15 m de l'isolateur de suspension, à la hauteur correspondant à une cible de tir. La cible de tir est un creux localisé entre la nervure placée le plus à l'extérieur et une seconde nervure située par rapport à celle-ci. On a utili30 sé comme balle à grande vitesse une balle Remington 222 (vitesse de balle 957m/s, énergie 151 kg.m), et comme arme une carabine Long Rifle Remington 222, modèle 340 pour gros gibier. Après avoir tiré sur chacune de deux séries de cinq isolateurs qui présentaient des marges d'ajustementfrettépar des anneaux en métal de 0,06 mm et de 0,10 mm, respectivement, on 35 a découpé et enlevé les chapeaux, et examiné une propagation de fissures 2599 1 8 0 -5 dans les parties formant tête en céramique. Le résultat a été qu'aucune propagation de fissure jusqu'aux parties formant têtes des dix isolateurs de suspension testés n'a été observée, et qu'un effet remarquable a été confirmé. Comme on peut s'en rendre compte à partir de l'explication cidessus, la présente invention peut éviter des accidents catastrophiques, tels que la séparation du chapeau et de la tige d'un ensemble isolateur entrainant une chute-de tension d'une ligne de transport de courant à haute tension ou d'une ligne semblable, en interceptant une propagation 10 de fissures grâce à la zone de déformation par compression, même lorsque la partie formant cloche a été atteinte par une balle tirée par un fusil ou une arme équivalente. De plus, à la différence d'un isolateur de suspension pourvu d'une plaque à l'épreuve des balles ou d'un dispositif similaire, cet isolateur de suspension nouveau reposant sur l'invention n'est pas encombrant et peut être fabriqué à faible coût en utilisant une céramique ordinaire. La présente invention apporte par conséquent une contribution extrêmement importante au domaine concerné, puisque ce type d'isolateur de suspension peut résoudre les problèmes posés traditionnellement. Si la description qui vient d'être faite de la présente invention comporte un certain degré de particularité propre aux modes de réalisation préférés présentés, de nombreuses modifications peuvent bien entendu être apportées à des pièces et à un agencement sans sortir du cadre de l'invention. -6 REVENDICATIONS 1. Isolateur de suspension comprenant un chapeau (5) et un corps en céramique en forme de cloche (1) qui comporte une partie formant tête (2>, caractérisé en ce qu'il présente une déformation par compression su5 périeure à lOx1O-6 définie dans son corps en céramique dans une direction circonférentielle, au moins à proximité de la base de sa partie formant tête (a.) 2. Isolateur de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une déformation par compression est définie à proximité de la base 10 de sa partie formant tête (2) en montant un anneau en métal (8) sur une partie périphérique de son chapeau (5). 3. Isolateur de suspension selon la revendication ô, caractérisé en ce qu'une déformation par compression est définie à proximité de la base de sa partie formant tête (2) en montant un anneau en métal (8) directe15 ment sur cette dernière (2). 4. Isolateur de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une déformation par compression est définie à proximité de la base de sa partie formant tête (2) en modifiant la configuration de la partie périphérique de son chapeau (5).