Brevet FR2667195A1 — publié le 19920327

"Dispositif à monter sur un éclateur à cornes, pour empêcher des oiseaux d'amorcer une décharge accidentelle entre les cornes L'invention se rapporte à un dispositif à monter sur un éclateur de ligne à moyenne tension comprenant deux cornes affrontées dans un plan vertical commun et fixées aux deux garnitures d'extrémité d'un isolateur disposé en ancrage entre une ferrure de poteau reliée à la terre et un conducteur de ligne, dispositif destiné à empêcher des oiseaux d'amorcer accidentellement une décharge entre les cornes. Pour protéger les appareillages de ligne à moyenne tension contre des surtensions dues aux orages ou à des incidents sur le réseau, il est classique de disposer sur les isolateurs d'ancrage d'extrémité de ligne aérienne, des éclateurs à cornes. Les cornes sont réalisées en tiges de métal conductrices pliées en arrondi suivant un angle aigu (60-45 ), avec une partie horizontale et une partie remontant vers le haut.Ces cornes sont fixées respectivement par leurs parties horizontales sur les deux garnitures d'extrémité d'un isolateur d'ancrage, dans un plan vertical commun, les angles arrondis étant dirigés l'un vers l'autre de sorte que les parties remontantes divergent La distance entre les angles affrontés est supérieure à la distance disruptive à la tension de ligne, et inférieure à la distance disruptive pour la tension maximale que peut supporter sans dommage l'appareillage. Ainsi, lors de l'apparition d'une surtension dangereuse sur le conducteur de ligne, une décharge s'amorce entre les angles de corne, en mettant à la terre le conducteur. La chaleur dégagée par l'arc souffle celui-ci vers le haut, allongeant le trajet d'arc jusqu'à coupure, si les disjoncteurs de ligne n'ont pas réagi entre-temps. Les éclateurs à cornes sont rustiques et peu coûteux; mais ces éclateurs à cornes présentent par contre l'inconvénient d'être utilisés comme perchoirs par des oiseaux, qui y trouvent des postes d'observation ou de repos commodes. Or, si un oiseau vient toucher simultanément les deux cornes, ou même seulement les approcher à une distance nettement inférieure à la distance disruptive à la tension de ligne, l'oiseau est électrocuté tandis qu'une décharge vient perturber la ligne, provoquant souvent le déclenchement de disjoncteurs de ligne. On a tenté de dissuader les oiseaux de se percher sur l'éclateur entre les cornes, en équipant l'isolateur d'une tige métallique verticale dans un plan commun des cornes isolée de celle-ci et dirigée vers le haut sur une hauteur comparable à celles des cornes. Cette tige se termine en coin, pour gêner le perchage. Cette disposition s'est révélée efficace contre les oiseaux de petite taille. Malheureusement, les oiseaux de grande taille, notamment des prédateurs tels que corneilles et rapaces ne sont pas dissuadés de se percher sur les cornes elle-mêmes; lorsque ces oiseaux déploient leurs ailes, ils arrivent à toucher l'autre corne malgré la présence de la tige. Outre les perturbations créées sur la ligne à moyenne tension, il y a lieu de regretter la mort d'oiseaux surtout lorsqu'il s'agit d'espèces à préserver. Une solution au problème serait de remplacer les éclateurs par des parafoudres à résistance non linéaire avec la tension, par exemple à oxyde de zinc. Ces parafoudres ne présentent pas de risques pour les oiseaux, et sont plus efficaces pour écrêter les surtensions. Mais ils sont beaucoup plus onéreux que des éclateurs à cornes, et l'on ne peut prévoir leur généralisation sur le réseau moyenne tension dans un avenir proche. En vue d'éviter les incidents dus aux oiseaux, l'invention propose un dispositif à monter sur un éclateur de ligne à moyenne tension comprenant deux cornes affrontées dans un plan vertical commun et fixées aux garnitures d'extrémité d'un isolateur disposé en ancrage entre une ferrure de poteau reliée à la terre et un conducteur de ligne, dispositif destiné à empêcher des oiseaux d'amorcer accidentellement une décharge entre les cornes et caractérisé en ce qu'il comporte une plaque en matériau isolant disposée sensiblement dans un plan de symétrie des cornes avec au moins une fente verticale ouverte vers le haut à proximité du plan commun des cornes. La plaque empêche qu'un oiseau de grande taille, perché sur une des cornes d'éclateur, puisse toucher l'autre corne de ses ailes déployées. Par ailleurs, la présence de la fente maintient le champ électrique entre les cornes aux valeur et configuration réglées en l'absence de plaque, de sorte que les caractéristiques d'amorcage de l'éclateur sont maintenues. Enfin, l'ouverture de la fente vers le haut permet à l'axe d'être soufflé vers le haut, sans que la plaque soit détériorée. De préférence, la plaque se compose d'une traverse inférieure horizontale, et de deux ailes en trapèze rectangle dont les côtés perpendiculaires aux bases sont fixés sur la traverse inférieure, et les grandes bases définissent des bords de fente. Cette structure permet une fabrication aisée, et la fente peut être obtenue sans avoir à la découper dans une plaque, ce qui évite d'avoir des bords de fente susceptibles d'absorber de l'humidité. L'inclinaison des bords supérieurs des ailes offre un perchoir incommode aux oiseaux. Lorsque les éclateurs sont équipés de tiges verticales destinées à interdire le perchage sur l'isolateur entre les cornes, la traverse inférieure de plaque sera de préférence percée d'une ouverture, équidistante des ailes, qui s'enfilera sur la tige, de sorte que la plaque comportera deux fentes limitées respectivement par une grande base d'aile et la tige. On conçoit qu'ainsi le fonctionnement de l'éclateur, en cas de surtension, ne sera pas modifié par la présence de la plaque. Des caractéristiques secondaires, et les avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une tête de poteau de ligne à moyenne tension muni d'éclateurs, équipés de dispositifs écrans selon l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation suivant la direction II de la figure 1; - les figures 3A et 3B représentent, respectivement en élévation et en plan un dispositif écran à monter sur un éclateur. La figure 1 représente une tête de poteau 01, pour supporter un appareillage moyenne tension (20 kV) tel qu'un transformateur moyenne tension/basse tension. Cette tête 01 porte une ferrure 02 pour la fixation de trois isolateurs 12, 22, 32 d'ancrage de conducteurs de ligne 11, 21 et 31. De ces conducteurs de ligne 11, 21 et 31 partent trois dérivations, non référencées, pour la connexion des bornes HT du transformateur. Ces isolateurs 12, 22 et 32 sont équipés d'éclateurs, avec deux cornes 14, 15; 24, 25; 34, 35 destinés à écrêter les surtensions, dues notamment à la foudre, qui apparaissent sur les conducteurs de lignes. Comme on le voit mieux sur la figure 2, qui représente l'isolateur 22 équipé de son éclateur, cet isolateur 22, semblable aux isolateurs 12 et 32, comporte deux jupes isolantes 220 et 221, réunies par une garniture de jonction 226 scellée sur le nez de la jupe 221 et dans une cavité de fond de la jupe 220. Sur le nez de cette jupe est scellée une garniture d'ancrage 222, possédant un oeil d'extrémité 222a dans lequel passera un boulon pour l'attache à une fourchette 23 solidaire de la ferrure d'ancrage 02. Une garniture 223 est scellée dans une cavité de fond de la jupe 221, avec un oeil 223a, pour une attache d'extrémité du conducteur de ligne 21. Les garnitures 222 et 223 sont munies de plots 222b, 223b avec un alésage taraudé, dans lesquels se montent des chandelles 224 et 225 terminées par des chapes où se fixent les cornes d'éclateur 24 et 25. Les plots 222b et 223b sont orientés radialement sur l'isolateur 22 pour maintenir les chandelles 224 et 225 verticales et dirigées vers le haut lorsque l'oeil 222a est maintenu dans un plan vertical par la fourchette 23 fixée à la ferrure d'ancrage 02, de sorte que les cornes 24 et 25 soient disposées dans un même plan vertical. Comme il est représenté clairement sur la figure 2, les cornes 24 et 25 sont constituées par deux branches 24b, 24c; 25b 25c, reliées par un angle arrondi 24a 25a, exécutées en tige cylindrique conductrice. Les branches 24c, 25c sont dirigées à 45 environ de la verticale, en s'écartant vers le haut, tandis que les branches 24b 25b sont horizontales et alignées, et se terminent par une lumière 246, 25d, de façon à pouvoir régler l'écartement des angles arrondis affrontés 24a, 25a par coulissement des lumières 246, 25d dans les chapes terminales des chandelles 224 et 225.On remarquera, sur la figure 1, que la chandelle 224 est réunie à la fourchette 23 par un conducteur de liaison, de même que la chandelle 225 est réunie au conducteur de ligne 21 par un autre conducteur de liaison. Ainsi, la distance entre les angles arrondis 24a 25a détermine la tension disruptive de l'éclateur, c'est-à-dire la tension, supérieure à la tension de service entre conducteur 21 et ferrure 02, reliée à la terre, à laquelle un arc s'amorcera entre les cornes 24 et 25. Comme on l'a rappelé, l'arc est soufflé vers le haut par l'échauffement de l'air par l'arc, et monte le long des branches 24c, 25c en s'allongeant jusqu'à se rompre. Sur la garniture 226 est montée une tige, dite antioiseaux 26, en méplat qui ceinture cette garniture, puis, chantournée, s' élève entre les cornes 24, 25, dans le plan de symétrie de celles-ci. Comme on le voit, la tige 26 se termine en biseau latéral, afin que son sommet ne puisse être utilisé comme perchoir par les oiseaux. La présence de cette tige anti-oiseaux 26 ne modifie pratiquement pas le fonctionnement de l'éclateur, l'arc étant divisé en deux moitiés par la tige, dont le potentiel, normalement flottant, se trouve fixé par les chutes de tension dans les deux moitiés d'arc. Tout ce qui vient d'etre décrit appartient à l'état de la technique. Selon le mode de réalisation choisi et représenté, on voit, sur la figure 1, que, sur les tiges anti-oiseaux 16, 26 et 36 des isolateurs d'éclateurs 12, 22 et 32, sont enfilés des dispositifs d'écrans 17, 27 et 37, qui s'étendent dans un plan de symétrie des cornes d'éclateurs. Ces dispositifs écrans 17, 27, 37 sont bien entendu semblables, et la description de l'écran 27 vaudra pour les écrans 17 et 37, avec modification. corrélative des signes de référence. L'écran 27 sera décrit dans sa structure aux figures 3A et 3B, tandis que la figure 2, où l'écran 27 est vu de profil, permettra de commenter la mise en place et le fonctionnement. Le dispositif écran 27 est constitué par une plaque en polyester armé de fibres de verre, qui se dispose dans le plan de symétrie des cornes 24 et 25, en alignement avec la tige anti-oiseaux 26. Elle se compose, ici, de deux ailes en trapèze rectangle 28 et 28', réunies par une traverse inférieure 29. Les ailes 28 et 28' sont disposées avec leurs bases petites 28 > , 28'b et grandes 28c, 28'c verticales, le côté du trapèze orthogonal aux bases étant fixé à la traverse 29. Cette traverse 29 est fraisée pour encastrer les ailes 28, 28', qui sont fixées par des boulons engagés dans des trous 29b. Un évidement 29a au centre de la traverse est prévu pour s'enfiler sur la tige anti-oiseaux 26.Les grandes bases 28c et 28'c des ailes sont situées en regard de part et d'autre de l'évidement 29a, tandis que les petites bases 286, 28'b sont tournées vers l'extérieur. Les côtés obliques 28a et 28'a des ailes en trapèze convergent ainsi vers le haut, et forment un angle aigu avec les grandes bases 28c, 28'c propres à dissuader les oiseaux de s'y percher. Les angles de ces côtés obliques avec les faces de la plaque sont chanfreinés, pour avoir moins tendance à retenir l'eau de pluie ou de condensation. On notera que, comme montré figure 1, les grandes bases 28c et 28'c définissent, avec les cotés de la tige anti-oiseaux 26, deux fentes verticales dont la largeur, insuffisante pour laisser passer une partie du corps des oiseaux, est néanmoins suffisante pour que les ailes 28 et 28' ne soient pas détériorées par des arcs jaillissant entre les cornes d'éclateur 24 et 25 et la tige anti-oiseaux 26. On remarquera que les angles entre les petites bases 28k, 28'b et les côtés obliques 28a 28'a se situent de préférence sensiblement au même niveau que les sommets des cornes 24, 25 et de la tige anti-oiseaux 26, pour que la largeur d'écran soit maximale à hauteur des conducteurs sous tension; on remarquera en outre que les fentes sont ouvertes vers le haut, pour que la matière des écrans ne soit pas exposée aux arcs. Les ailes 28 et 28' comportent, à proximité de leur angle aigu, des trous 28d et 28'd prévus pour laisser passer la griffe d'une perche isolante de manoeuvre, afin que les écrans 17, 27, 37 puissent être mis en place commodément depuis le sol, et éventuellement sans interrompre le service du transformateur associé. Pour des lignes à 20 kV, la plaque présentera une largeur d'environ 200 mm, une hauteur suivant les grandes bases 28c, 28'c des ailes 28, 28' d'environ 300 mm, et suivant les petites bases 28 > , 28'b d'environ 160 mm, les grandes bases 28c, 28'c étant écartées d'environ 50 mm et fermant, avec une tige anti-oiseau 26 large de 25 mm environ, deux fentes larges de 12-13 mm, inférieures à une largeur limite de 15 mm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution, dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1- Dispositif à monter sur un éclateur (14, 15; 24, 25; 34, 35) de ligne à moyenne tension (11, 21, 31) comprenant deux cornes (24, 25) affrontées dans un plan vertical commun et fixées aux garnitures (222, 223) d'extrémité d'un isolateur (22) disposé en ancrage entre une ferrure (02) de poteau (01) reliée à la terre et un conducteur de ligne (21), dispositif (27) destiné à empêcher des oiseaux d'amorcer accidentellement une décharge entre les cornes (24, 25) et caractérisé en ce qu'il comporte une plaque (28, 28') en matériau isolant disposée sensiblement dans un plan de symétrie des cornes (24, 25) avec au moins une fente verticale ouverte vers le haut à proximité du plan commun des cornes. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque se compose d'une traverse inférieure horizontale (29) et de deux ailes (28, 28') en trapèze rectangle dont les côtés perpendiculaires aux bases (28b 28c 28 'b, 28'c) sont fixées sur la traverse inférieure (29) et les grandes bases (28c, 28'c) définissent des bords de fente. 3- Dispositif selon la revendication 2, pour un éclateur équipé d'une tige verticale (26) fixée à l'isolateur (22) dans le plan commun des cornes (24, 25) et destinée à dissuader les oiseaux de se percher sur l'isolateur (22), caractérisé en ce que la traverse inférieure (29) est percée d'une ouverture (29a) équidistante des ailes (28, 28') et propre à s'enfiler sur la tige verticale (26), celle-ci définissant, avec les grandes bases (28c, 28'c) des ailes respectivement, deux fentes verticales. 4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque (28, 28') présente approximativement une largeur de 200 mm, une hauteur suivant les grandes bases (28c, 28'c) de 300 mm et suivant les petites bases (28b, 28 'b) de 160 mm, la largeur des fentes étant d'au plus 15 mm. 5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un polyester armé de fibres de verre.