Brevet FR2677189A1 — publié le 19921204

-1- Dispositif de protection contre les effets d'un claquage pour extrémité de câble électrique. La présente invention concerne un dispositif de protection contre les effets d'un claquage pour extrémité de câble électrique à haute ou très haute tension, comprenant un isolateur entourant une enceinte sous pression de gaz diélectrique autour de cette extrémité, séparée de l'air ambiant par un disque de rupture Elle s'applique plus particulièrement aux extrémités de câble sous tension de dizaines de milliers de volts, dont les courants de décharge en cas de défaut10 peuvent atteindre des dizaines de milliers d'ampères. De telles décharges peuvent provoquer la fusion de parties métalliques et une brutale surpression de gaz diélectrique, avec projection de débris susceptibles d'endommager ou de rompre l'isolateur.15 On a jusqu'ici muni la paroi de l'enceinte, au-delà de la base de l'isolateur, d'un disque de rupture permettant l'évacuation à l'air libre du gaz diélectrique et de débris métalliques entraînés par celui- ci On ne pouvait cependant pas éviter parfois des impacts de débris métalliques sur la surface interne de l'isolateur, entraînant20 sa détérioration ou sa rupture En outre, le soufflage de l'arc par le gaz diélectrique n'est pas toujours aussi rapide qu'on pouvait le souhaiter. La présente invention a pour but de procurer un dispositif de protection plus efficace contre les impacts de débris métalliques sur la surface interne de l'isolateur, qui assure leur entraînement vers un orifice libéré par un disque de rupture et réduise le temps de soufflage de l'arc par le gaz diélectrique. Le dispositif de protection de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte à l'intérieur de l'enceinte une manchette au moins en partie métallique de révolution autour du câble et suffisamment proche du câble pour que la section droite de l'enceinte entre la manchette et le câble soit très inférieure à la section droite entre le câble et la surface interne de l'isolateur. Il répond de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes: -2- La manchette se termine au-delà de la zone dans laquelle risque d'intervenir la décharge, du côté opposé à celui du disque de rupture, par un rebord torique présentant une convexité du côté de l'axe du câble. La manchette est entièrement métallique. La manchette est en métal recouvert sur sa surface externe et sur son rebord torique d'un matériau composite en fibres minérales et résine, par exemple. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, des dispositifs selon l'invention. La figure l représente en demi-coupe diamétrale un dispositif de protection à manchette totalement métallique. La figure 2 représente en coupe diamétrale un autre exemple de réalisation de la manchette précitée, cette manchette étant métallique avec un revêtement de matériau composite en fibres de verre et résine époxy. Dans la figure 1, le câble électrique 1 se termine par un déflecteur de champ 2 Son extrémité est entourée par un isolateur 3 en porcelaine, en verre ou en matériau composite en fibres de verre et20 résine époxy Cet isolateur est relié à une enceinte métallique 4 par un support 5 boulonné sur une bride de l'enceinte. L'enceinte métallique et l'isolateur entourent une chambre 6 remplie de gaz diélectrique (hexafluorure de soufre). Un mince disque de rupture 7, par exemple en nickel, permet en cas de claquage la mise à l'atmosphère de la chambre 6 sous l'effet de la surpression du gaz diélectrique A l'extérieur de celui-ci, un grillage 8 assure le cas échéant l'arrêt des particules métalliques projetées et entraînées par le courant de gaz diélectrique Une auge de recueil 9 assure une protection supplémentaire en cas de30 détérioration du grillage. Une manchette de protection métallique 10, de forme générale cylindrique, fixée par une collerette 1 l boulonnée sur le support 5, entoure l'extrémité du câble jusqu'au-delà de la zone de claquage D. Elle se termine par un rebord torique 12 à convexité tournée vers le35 déflecteur de champ du câble La manchette 10 définit entre elle et -3- l'extrémité du câble, en particulier autour de la zone de claquage un canal annulaire 13 concentrant l'onde de pression du gaz diélectrique apparaissant lors du claquage, suffisant à la destruction du disque de rupture 7 et à la mise à l'atmosphère de l'enceinte 6 et 5 dirigeant cette onde de pression vers le disque de rupture Dès lors, l'échappement à l'atmosphère de gaz diélectrique dans le canal annulaire 13 s'effectue à une grande vitesse, assurant un soufflage très rapide de l'arc de court-circuit et dirigeant vers l'orifice dégagé par le disque de rupture les projections de métal fondu Par10 ailleurs la forme torique du rebord de la manchette évite la perturbation des lignes de champ électrique. La figure 2 représente en coupe diamétrale une manchette de protection mixte, désignée sous la référence 10 précitée Elle est à corps métallique 14 muni dans cet exemple d'un revêtement externe 1515 en matériau composite fibres de verre-résine époxy enrobant en outre son extrémité torique 12 Cette manchette est munie comme la manchette totalement métallique de la figure 1 d'une collerette 11 de fixation sur un support annulaire. Une manchette entièrement métallique ou mixte selon l'invention, disposée autour de l'extrémité d'un câble à haute tension, au niveau de la partie basse du déflecteur de champ électrique, a permis à l'isolateur de résister à un courant de court-circuit de 31500 ampères sous 20000 volts d'une durée de 0,5 seconde. -4- REVENDICATIONS 1) Dispositif de protection contre les effets d'un claquage pour extrémité de câble électrique à haute ou très haute tension ( 1), comprenant un isolateur ( 3) entourant une enceinte ( 6) sous pression5 de gaz diélectrique autour de cette extrémité, séparée de l'air ambiant par un disque de rupture ( 7), caractérisé en ce qu'il comporte à l'intérieur de l'enceinte une manchette ( 10) au moins en partie métallique, de révolution autour du câble et suffisamment proche du câble pour que la section droite de l'enceinte entre la manchette et le câble soit très inférieure à la section droite entre le câble et la surface interne de l'isolateur. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la manchette se termine au-delà de la zone dans laquelle risque d'intervenir la décharge, du côté opposé à celui du disque de rupture,15 par un rebord torique ( 12) présentant une convexité du côté de l'axe du câble. 3) Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la manchette est entièrement métallique. 4) Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la manchette est en métal recouvert sur sa surface externe et sur son rebord torique ( 12) d'un matériau composite en fibres minérales et résine ( 15).