Brevet FR2641423A1 — publié le 19900706

La présente invention a trait aux dispositifs parafoudres destinés à La protection des lignes électriques, tout particulièrement des lignes aériennes a moyenne tension. En fait, l'invention se réfère spécialement aux parafoudres dans Lesquels l'élément d'isolation disposé entre Les deux capsules termina- les de connexion est constitué par un empiLage de varistances à base d'oxyde de zinc (ZnO) maintenues sous pression axiale. On sait qu'en fonctionnement normaL, un tel empilage présente des caractéristiques d'isolation qui s'opposent à tout passage de courant entre les deux caD- suIes de connexion, aLors que sous L'effet d'une brusque élévation de la tension nominale due à la chute de la foudre sur la Ligne protégée, il devient momentanément conducteur en assurant La mise à la terre de ladite Ligne. Si les dispositifs de ce genre connus en pratique donnent satisfac- tion en général, il convient toutefois d'observer que Leur utilisation dans des milieux extérieurs exposés à des pollutions marines ou indus- trielles peut provoquer un vieillissement anormal des varistances. En outre, les constructions usuelles avec enveloooe en porcelaine résistent assez mal aux manipulations inhérentes à la pose des parafoudres sur Les lignes electrioues, manipulations qui impartissent à l'élément isolant disoosé entre les capsules de connexion des contraintes mécaniques assez sévères. C'est à ces inconvénients qu'entend princioalement remédier la pré- sente invention, laquelle a pour objet un dispositif parafoudre essen- tiellement remarquable en ce que l'élément d'isolation est monté à l'in- térieur d'un tube en matière isolante sur leauel est directement moulée une couche de résine synthétique propre à former une enveloppe étanche de contention. Conformément a un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le tube rigide, avantageusement réalisé en stratifié de verre afin de présenter une tres grande rigidité jointe à une résistance mécanique tres elevee, est découoé d'au moins une lumière longitudinale de façon à ce Que lors du moulage, la résine synthétique pénètre à L'intérieur dudit tube et enrobe L'emoiLage de varistances qui constitue avec les capsules de connexion l'éLément d'isolation. En vue de renforcer L'étan- chéeité de l'ensemble, les extrémités de L'enveLoope extérieure en résine moulée sont profilées pour présenter une Lèvre à profil circulaire qui est orientée axialement vers L'extérieur afin de venir s'engager dans un logement annulaire correspondant ménagé dans chacun de deux organes 26 4 1423 métaLLiques formant contacts pour le montage du dispositif parafoudre. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comorendre L'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elLe est susceptible de procurer: Fig. 1 est une coupe axiale montrant, préalablement à L'opéra- tion de surmoulage destinée à La réaLisation de l'enveLoppe extérieure, Le noyau interne formé par L'empiLage de varistances, Les deux capsules de connexion et Le tube rigide de protection. Fig. 2 reproduit fig. 1 après réaLisation de l'enveloppe ex- térieure. Fig. 3 et 4 sont des coupes transversales suivant les plans respectivement indiqués en III-III (fig. 1) et IV-IV (fig. 2). Fig. 5 montre en coupe axiale l'extrémité supérieure du dispo- sitif parafoudre finalement réalisé. Fig. 6 est une vue en élévation illustrant une variante de ré- alisation du tube riqcde. En fig. 1, la référence 1 désigne chacune des varistances à base d'oxyde de zinc dont l'empilage constitue l'éLément d'isolation du dis- positif parafoudre à réaliser. Cet empilage prend appui contre une capsule de connexion 2 et reçoit l'action d'un ressort 3 associé à une autre caosule de connexion 4. L'ensemble 1-2-3-4 ainsi formé est logé à jeu réduit à l'intérieur d'un tube 5 en stratifié de verre, fermement rendu solidaire des deux capsules terminales 2 et 4 par le moyen de gouoiLLes transversales 6. IL convient d'observer que le tube 5 est découoé de lumières longi- tudinales 5a (cf. fig. 3), au nombre de trois dans l'exemple de réalisa- tion envisagé. Chacune de ces lumières 5a s'arrête à courte distance des goupilles de fixation 6. L'ensemble ou noyau représenté en fig. 1 est ensuite disposé à l'intérieur d'un moule d'injection, conformé de façon telle que la résine synthétique injectée forme une enveloppe 7 (fig. 2) qui enrobe ledit ensemble en déterminant des ailettes extérieures 7a en saillie. On notera que la résine injectée, avantageusement constituée par un éLas- tomère à base de silicone, pénètre à l'intérieur du tube 5 à travers les lumières 5a de celui-ci, si bien qu'on obtient un remplissage total, sans aucune bulle d'air, de l'interstice annulaire compris entre les varistances 1 et le tube 5, à la manière illustrée en fig. 4. A chacune de ses extrémités, l'enveloppe 7 s'ouvre vers l'extérieur en définissant une Lèvre axiale 7b à profil circulaire. Chacune de ces 264 1 423 levres 7b est en fait destinée à venir s'engager à force à l'intérieur d'un logement annulaire 8a (fig. 5) prévu à cet effet dans un organe métallique propre à former contact extérieur de branchement, constitué par une coupelle terminale 8 rapportée au niveau de chacune des extré- mités de l'enveloppe 7, La fixation de ces coupelles étant opérée à l'aide de goujons filetés 9 vissés dans des taraudages 4a, respective- ment 2a, des capsules 4 et 2. On comprend qu'on obtient finalement un dispositif parfaitement étanche, dont l'élément d'isolation se trouve totalement à l'abri des pollutions extérieures. La résistance mécanique de l'ensemble est remar- quable par suite de la présence du tube 5 en stratifié de verre. On observera que les lumières 5a jouent un rôle efficace à l'encon- tre des risques d'explosion du dispositif parafoudre. On sait effecti- vement que lorsqu'à la suite de contraintes trop éLevées et de l'effet de vieillissement ainsi réalisé, les varistances perdent leurs caracté- ristiques normales, il y a formation d'un arc le long de l'empilage avec un fort dégagement de chaleur et de gaz, les gaz ainsi engendrés étant susceptibles de provoquer l'explosion brutale du corps des parafoudres classiques, avec des risques de blessures au personnel environnant. Dans le cas du dispositif suivant l'invention, l'apparition d'un arc le long de l'emoilage de varistances 1 provoque la carbonisation et/ou La fusion de la résine qui emplit les lumières 5a, si bien que sous l'effet de la pression des gaz engendrés, l'enveloppe 7 se déchire le long des génératrices correspondant aux lumières précitees. Une 255 telle éaecnirure permet l'échappement des gaz dans l'atmosphère, sans explosion brutale. Fig. 6 illustre une variante de mise en oeuvre de l'invention, suivant laquelle le tube rigide, ici référencé 15, est découpé d'une lumière 15a à profil helicoidal qui remplace ainsi les lumières Longitu- dinales 5a et qui confèrent audit tube 15 une déformabilité élastique dans le sens axial telle qu'en lui conférant une longueur calculée pour que le montage des varistances 1 et des capsules 2 et 4 implique un effet de traction au niveau du tube 15, on peut se dispenser du ressort 3 destiné à opérer la compression initiale de l'empilage de varistances 1. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domai- ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. 264 1 423 REVENDICATIONS R E V E N D I C. A T I 0 N S 1. Dispositif parafoudre pour la protection des Lignes électriques, du genre dans lequel L'éLément d'isolation est constitué par un empilage de varistances à base d'oxyde de zinc maintenu sous pression axiale entre deux capsules terminales de connexion (2 et 4), caractérisé en ce que l'empilage de varistances (1) et les capsules (2, 4) sont montés à l'intérieur d'un tube en matière isolante (5, 15) sur lequel est direc- tement moulée une couche de résine synthétique propre à former une enve- loppe étanche de contention (7). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube rigide (5, 15) est découpé d'au moins une lumière (5a, 15a) qui permet à la résine synthétique de pénétrer à l'intérieur dudit tube et de remolir les interstices existant entre ce tube et l'empilage de va- ristances (1). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque lumière (5a) est orientée longitudinalement. 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque lumière (15a) présente un profil helicoidal afin que ce soit le tube (15) qui par déformabilité élastique assure la pression axiale exercée sur l'empilage de varistances (1). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités du tube (5, 15) sont rendues soli- daires des capsules terminales (2, 4) à l'aide de goupilles transver- sales (6). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (7) comporte à chacune de ses extrémi- tés une lèvre circulaire (7b) tournée axialement vers l'extérieur pour venir s'engager à force dans un logement annulaire (8a) ménage dans une coupelle terminaLe (8) fixée à la capsule correspondante (2 ou 3) par un goujon fileté axial (9).