Brevet FR2784793A1 — publié le 20000421

L'invention a trait à un coupe-circuit haute tension et à son procédé d'assemblage. Dans le domaine des coupe-circuit ou fusibles, il est connu de réaliser un coupe-circuit dit"à coupure intégrale qui est actif sur une large plage de valeurs de courant, en associant au moins un élément fusible limiteur, réalisé par exemple avec un fil d'argent, et au moins un élément fusible à expulsion, réalisé par exemple avec un fil d'étain. Un tel fusible, qui peut tre immergé, est connu de US-A-4,146,862. Lorsque plusieurs fusibles de ce type sont immergés côte à côte dans une huile, telle qu'une huile diélectrique de transformateur, le champ électrostatique créé entre les différents éléments de ces fusibles qui sont portés à des potentiels électriques différents est intense et inhomogène, ce qui induit des claquages permanents ou quasi-permanents sur le fil d'étain qui est disposé à l'intérieur d'une gaine électri- quement isolante. Ces claquages ont pour effet de creuser la surface interne de cette gaine isolante au point de la percer complètement à certains endroits, ce qui la rend inefficace, le champ électrostatique étant alors encore plus inhomogène et les fusibles pouvant devenir inefficaces. Le jeu entre le fil d'étain et la gaine isolante ne peut pas tre réduit pour limiter les étincelles de claquage sans risque de coincement ou de rupture du fil d'étain lors de son introduction dans la gaine. Le niveau de claquage ne peut donc pas tre amélioré sur les coupe-circuit connus. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un fusible et un procédé d'assemblage qui permettent d'obtenir une isolation efficace du fil de l'élément fusible à expulsion, y compris lorsque le fusible est soumis à un champ électrostatique intense, comme lorsqu'il est immergé dans un bain d'huile. Dans cet esprit, 1'invention concerne un coupe-circuit haute tension comportant, en série, au moins un élément fusible limiteur et au moins un élément fusible à expulsion comprenant un fil électriquement conducteur entouré d'une gaine électri- quement isolante, caractérisé en ce que 1'espace formant jeu, défini entre la surface externe du fil et la surface interne de la gaine, est garni d'un fluide électriquement isolant. Grace à l'invention, il n'existe pas, entre le fil et la gaine isolante, de vide d'air dans lequel pourraient se former des étincelles de claquage. Au contraire, le fluide électriquement isolant augmente l'isolation du fil par rapport à son environnement. L'invention permet au fusible de l'invention de fonctionner correctement, y compris lorsqu'il est soumis à un champ électrostatique intense, alors que le jeu de montage du fil d'étain à l'intérieur de sa gaine isolante peut tre suffisant pour permettre une introduction aisée du fil dans la gaine. Selon des aspects avantageux de l'invention, le coupecircuit incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : -le fluide électriquement isolant possède des propriétés de lubrifiant. Ceci facilite l'introduction du fil à l'intérieur de la gaine. -le fluide électriquement isolant est un gel ou une pate à base de silicone. -le fluide électriquement isolant est obtenu par vulcanisation d'une huile déposée dans la gaine avant ou après insertion du fil. -le fil est un fil fusible à base d'étain. L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'un coupe-circuit tel que précédemment décrit et, plus précisément, un procédé qui consiste à garnir 1'espace formant jeu, défini entre la surface externe du fil et la surface interne de la gaine, avec un fluide électriquement isolant. Selon une première variante, on dépose le fluide électriquement isolant à l'intérieur de la gaine avant insertion du fil dans la gaine. Selon une seconde variante, on applique le fluide électriquement isolant sur le fil avant son introduction dans la gaine. Selon une troisième variante, on introduit le fil dans la gaine, puis on remplit 1'espace défini entre le fil et la gaine avec le fluide électriquement isolant. Quelle que soit la variante du procédé envisagée, on peut vulcaniser le fluide électriquement isolant après mise en place du fil dans la gaine. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un coupecircuit conforme à son principe et de son procédé d'assemblage, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : -la figure 1 est une coupe longitudinale d'un coupecircuit conforme à l'invention ; -la figure 2 est une vue extérieure de l'élément fusible à expulsion du coupe-circuit de la figure 1 et -la figure 3 est une coupe à plus grande échelle selon la ligne III-III à la figure 2. Le coupe-circuit 1, représenté à la figure 1, se compose d'un tube isolant 2 dont les deux extrémités sont obturées par des bouchons 3 et 4 prévus pour tre connectés à une ligne électrique. Entre les bouchons 3 et 4 est disposée une armature 5, réalisée en matériau électriquement isolant et autour de laquelle sont entourés un ou plusieurs éléments limiteurs formés chacun d'un fil d'argent. Pour la clarté du dessin, un seul fil d'argent 6 est représenté à la figure 1, ce fil d'argent étant disposé de façon hélicoïdale autour de l'arma- ture 5. Le fil d'argent 6 est soudé par une extrémité 6a sur une bague conductrice 5a portée par l'armature 5. Une extrémité 7a d'un fil d'étain 7, logé dans une gaine isolante 8 réalisée en silicone, est également soudée sur la bague 5a. Le fil 7 et la gaine 8 constituent un élément à expulsion 9 monté en série avec le fil 6, entre les bouchons 3 et 4. L'élément à expulsion 9 est également disposé en hélice autour de l'armature 5. Un machon 10 réalisé en tissu de fibres de verre est disposé autour de la gaine 8 et constitue la surface extérieure de l'élément à expulsion 9. Ce manchon 10 a une fonction de renforcement de la gaine 8, notamment en cas d'élévation de la pression régnant à l'intérieur de cette gaine. Lorsque le fusible comprend plusieurs éléments limiteurs 6, plusieurs éléments à explusion correspondants 9 sont prévus. Comme il ressort plus clairement de la figure 3, un espace E formant jeu est défini à l'intérieur de la gaine 8 autour du conducteur 7. Cet espace E a une forme annulaire allongée car il est délimité par la surface externe sensiblement cylindrique 7b du conducteur 7 et par la surface interne sensiblement cylindrique 8b de la gaine 8. Le jeu obtenu doit tre suffisant pour permettre une introduction aisée du fil conducteur à l'intérieur de la gaine 8. Conformément à l'invention, 1'espace E est rempli d'un gel 20 à base de silicone ce gel étant électriquement isolant. Grâce à l'invention, les risques de claquage entre les surfaces 7b et 8b sont fortement diminués, voire supprimés. Le fait que le gel 20 est à base de silicone lui confère également des propriétés de lubrifiant qui sont utilisées lors de l'introduction du fil 7 dans la gaine 8. L'assemblage du coupe-circuit 1 comprend une étape de garnissage de 1'espace E avec le gel 20. Selon une première variante, ce garnissage peut tre effectué en déposant le gel 20 à l'intérieur de la gaine 8, puis en insérant le fil 7 dans cette gaine, les propriétés de lubrifiant du silicone étant alors utilisées pour le glissement du fil 7 par rapport au volume de gel 20 remplissant 1'espace E. Il est également possible de prévoir d'appliquer le gel 20 sur la surface externe 7b du fil 7, avant d'introduire ce fil dans la gaine. Dans ce cas, le caractère lubrifiant du silicone est utilisé pour le glissement du gel 20 par rapport à la surface interne 8b de la gaine 8. Selon une autre variante du procédé, on met en place le fil 7 dans la gaine 8 et on garnit 1'espace E en fluide électriquement isolant 20, par exemple en créant une dépression par aspiration à une extrémité de l'élément fusible, alors qu'une quantité suffisante de fluide est disposée au niveau de l'autre extrémité. Le gel 20 peut également tre obtenu par vulcanisation d'une huile à basse viscosité, une telle huile pouvant tre introduite dans 1'espace E avant ou après mise en place du fil 7 dans la gaine 8 à cause de sa faible viscosité. Lorsque le fil est en place dans la gaine, cette huile est vulcanisée, ce qui lui confère une viscosité plus importante permettant son immobilisation par rapport au fil 7 et à la gaine 8. Des composants autres que le silicone peuvent tre utilisés pour réaliser un gel, une pate ou une huile de garnissage de 1'espace E. Un fusible réalisé grâce à l'invention peut tre soumis à un champ électrostatique intense tel qu'on en rencontre, notamment, dans les bains diélectriques des transformateurs. REVENDICATIONS 1. Coupe-circuit haute tension (1) comportant, en série, au moins un élément fusible limiteur (6) et au moins un élément fusible à expulsion (9) comprenant un fil électriquement conducteur entouré d'une gaine électriquement isolante, caractérisé en ce que 1'espace (E) formant jeu défini entre la surface externe (7b) dudit fil (7) et la surface interne (8b) de ladite gaine (8) est garni d'un fluide électriquement isolant (20). 2. Coupe-circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fluide électriquement isolant (20) possède des propriétés de lubrifiant. 3. Coupe-circuit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit fluide électriquement isolant (20) est un gel ou une pate à base de silicone. 4. Coupe-circuit selon des l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit fluide électriquement isolant (20) est obtenu par vulcanisation d'une huile déposée dans ladite gaine (8) avant ou après insertion dudit fil (7). 5. Coupe-circuit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit fil est un fil fusible à base d'étain (7). 6. Procédé d'assemblage d'un coupe-circuit haute tension (1) comportant, en série, au moins un élément fusible limiteur (6) et un élément fusible à expulsion (9) comprenant un fil électriquement conducteur entouré d'une gaine électriquement isolante, caractérisé en ce qu'il consiste à garnir l'espace (E) formant jeu défini entre la surface externe (7b) dudit fil (7) et la surface interne (8b) de ladite gaine (8) avec un fluide électriquement isolant (20). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à déposer ledit fluide électriquement isolant (20) à l'intérieur de ladite gaine (8) avant insertion dudit fil (7) dans ladite gaine. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer ledit fluide électriquement isolant (20) sur ledit fil (7) avant son introduction dans ladite gaine (8). 9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire ledit fil (7) dans ladite gaine (8), puis à remplir 1'espace (E) défini entre la surface externe (7b) dudit fil et la surface interne (8b) de ladite gaine avec ledit fluide életriquement isolant (20). 10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caracté- risé en ce qu'il consiste à vulcaniser ledit fluide électriquement isolant (20) après mise en place dudit fil (7) dans ladite gaine (8).