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"PERFECTIONNEMENTS AUX ISOLATEURS ELECTRIQUES"
Cette invention est relative aux isolateurs électriaues tels qu'ils sont employés pour supporter des conducteurs à haute tension, et elle concerne les isolateurs électriques qui sont munis d'un revêtement ou émail semi-conducteur, ou dont le corps est fait d'une composition céramique semi-conductrice, en vue d'assurer une répartition contrôlée de la tension sur l'isolateur ou sur un chapelet d'isolateurs.
L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, les isolateurs électriques du type décrit au brevet belge n933845(dépot)formés ou munis d'un revêtement ou émail fait d'une composition céramique conductrice comprenant, dans une phase vitreuse non conductrice, un réseau conducteur continu de cristaux formés d'une solution solide de composés chimiques cristallisés ayant des résistivités différentes,
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(;e:; isolateurs électrj :::lJeS, qü().10ue semi-conducthurs, ont -Lu 0 i iir<e rÓ.nstl'ri.r,6 T(:J.atl\JB1Je'1t éjev6e, et le but de l'in ,;r;Hinn est due crrer un isoiaceur électnoue du genre indiqua com- :' 1 ")f;O Moyens "7E.'l'n:lE; i, .a!lT CJU tA COm L'<.il.'t éloctrouc de :p1'!1et .eT ²)"1.n!' 1-c::
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,wa'¯Tart l'invention, un iRolt'J.tn1..lT électrique con-nrend un corns "8:1Í-CO',yllJctel1r en i:.#i1tllre CÓr8Ai.J1Je, ou un corps isolant dort la .:nrr'.4ce eYros::e DOTte 11i1 revêtejent s8(ùi-conrJucteur et une Citlàche '-'u ra.-rt3 e <1 ",ine con1uctivité supérieu;?e 5 celle du corps semi-con- ?lzctear OU du revêtement semi-conducteur, et d'une résistivité :;lJn8:rficj r-;' le j i nf.4rieure 3. 10 11>4jzok,is par c3, connectée ou on contact avec le corps ou le revêtement et intercalée entre le corna
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ou le revêtement et une ou -o1u81eu1'9 narties métalliques sur les- est fixé l'isolateur.
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De même, et suivant l'invention, un isolateur électrique com- prend un corps semi-conducteur en matière céramique, ou un corps isolant portant un revête:
,lent ou un émail semi-conducteur sur la totalité de la surface exposée, le corps semi-conducteur ou muni d'un revêtement étant fixé sur une ou plusieurs parties métalliques, par exemple une cloche et (ou) une broche, par un ciment ayant une résistivité sunerfic'ielle inférieure à 10 mégohms pa.r am2 et une conductivité supérieure à celle du dit corps semi-conducteur ou, dans le cas d'un corne égaillé ou revêtu, supérieure à celle du
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ou de l'éMail se:ni-conducteur.
Si on le désire, un ciment normal peut être employé entre la cloche et (ou) la broche et le corps de l'isolateur ou le revêtement
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semi-conduc.eur, en combinaison avec une couche de matière céramique très conductrice entre le dit corps ou émail et le ciment normal, L'intervalle entre la cloche et (ou) la broche et le corps de l'iso- la.teur peut également oontenir une garniture de remplissage.en alliage ou en un métal comprimé, ou le remplissage usuel en ciment peut
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être combiné avec une couche métallique,,
La fig.I du dessin annexé est une vue en coupe verticale d'un isolateur électrique du type à cloche et broche, comportant un corps céramique isolant portant un émail semi-conducteur sur la totalité de sa surface exposée, cet isolateur étant muni,
suivant la présente invention, d'un ciment conducteur intercalé entre l' émail semi-conducteur et la cloche et la broche.
La fig.2 est une vue en coupe d'un isolateur de type similaire, 'mais dans lequel deux couches sont interposées entre l'émail semiconducteur et la cloche et la broche métalliques, l'une de ces couches étant faite d'une matière céramique très conductrice et l'autre étant faite d'un ciment'normal.
La fig3 'est une vue en coupe d'un isolateur à cloche et broche d'après un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel un ciment normal et une couche ou un revêtement métallique'sont intercalés entre le corps émaillé de l'isolateur et la cloche et la broche métalliques.
La fig,4 montre un autre mode de réali.sation de l'invention dans lequel un ciment normal est intercalé entre le corps émaillé de l'isolateur et la cloche et la broche métalliques, tandis qu'un revêtement métallique recouvre les parties exposées du ciment entre l'émail'et la cloche et la broche.
La fig.5 représente un autre mode de réalisation comportant un corps d'isolateur revêtu d'un émail semi-conducteur et d'un alliage métallique en contact avec cet émail et intercalés entre le corps de l'isolateur et,la cloche et la broche.
La fig.6 montre l'invention appliquée à un corps d'isolateur entièrement fait d'une matière céramique semi-conductrice, sans aucun revêtement ou émail semi-conducteur comme dans les dispositions précédentes, la cloche et la broche étant fixées sur le corps de l'isolateur par un ciment conducteur de la même manière que dans la disposition que montre'la fig.I.
Dtaprès la fig.I du dessin, le corps I de l'isolateur, qui peut
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avoir une autre forme convenable connue ou non, est fait d'une matière céramique isolante quelconque, et il est muni sur la totalité de sa surface exposée d'un émail ou revêtement semi-conducteur 2, fait d'une composition céramique similaire a celle que décrit le brevet antérieur indique ci-dessus. Le corps revêtu I de l'isolateur est muni de la broche métallique usuelle 3 qui est encastrée dans un évidenent central pratiqué dans la face inférieure du corps de l'isolateur, et ce dernier est coiffé de la cloche métallique usuelle 4 qui recouvre le dessus et le pourtour de la partie centrale supérieure ou couronne du corps I de l'isolateur.
Cette partie supérieure centrale du corne de l'isolateur est séparée de la surface intérieure de la cloche 4 par un espace ou jeu annulaire qui s'étend égale..lent entre le dessus de cette partie centrale du corps de l'isolateur et le dessus de la cloche, de la manière connue.
Ce; espace entre la cloche 4 et le corps 1 est entièrement rempli d'un ciment 5 qui sert à fixer ou à caler la cloche métallique sur le corps de 1''isolateur. D'une manière similaire, la broche métalliaue 3 est espacée du dessus et des cotés latéraux du corps I de l'isolateur oar un intervalle ou jeu qui est également et totalement rempli -car un ciment 5 de telle sorte que l'isolateur soit solidement fixé sur la broche.
Le ciment 5 entre la broche 3 et le corps I de l'isolateur, et entre ce corps et la cloche métallique 4, se trouve en contact intime avec 1''émail ou le revêtement semi-conducteur 2 qui recouvre la -partie exposée du corps I de l'isolateur, de même qu'avec la cloche et la broche métalliques, 'au lieu l'être d'une composition usuelle, ce ciment est très conducteur et il a une résistivité superficielle inférieure . 10 mégohms par cm2, sa conductivité électrique étant supérieure à celle du ciment normal et supérieure à celle de l'émailou du/revêtement 2, mais inférieure à celle de la cloche 4 et de la broche 3 métalliques de l'isolateur.
Pour cette raison toute formation d'un arc entré les parties métal.. liques et le corrs de l'isolateur est évitée.
La partie supérieure du corps I de l'isolateur, qui s'ajuste
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l'intérieur de la cloche 4, et la paroi de l'évidement destiné à recevoir la broche 3, reçoivent de la manière usuelle une surface rugueuse conductrice 6, destinée à permettre Itaccrochage du ciment.
A moins quon ne le désire, il n'est pas nécessaire que l'émail semi-conducteur 2 s'étende entièrement sur le dessus où la couronne de 1''isolateur., à condition qu'il soit recouvert ou en contact sur une courte étendue avec'.le ciment conducteur 5 à lintérieur de la cloche, et l'émail peut ne s'etendre que sur une faible profondeur vers l'intérieur de la cloche, par exemple de la manière représentée. D'une manière similaire, l'émail 2 peut ne s'étendre de la manière'représentée que sur une faible pro'fondeur vers l'intérieur de l'évidement recevant la broche, à condition que cet émail soit recouvert.ou en contact avec le ciment-conducteur 5.
Au lieu d'être entièrement rempli par le ciment conducteur de l'électricité, l'intervalle entre la cloche métallique 4 et le corps I de l'isolateur, et entre ce corps et la broche métallique 3, peut être de la manière'représentée par la fig.2 principalement rempli avec un ciment normal 7, tandis que le reste de cet intervalle est alors garni d'une couche céramique très conductrice 8, ayant une résistivité superficielle inférieure à 10 mégohms par cm2 et interposée de la manière représentée entre le ciment normal 7 et le corps 1 de l'isolateur.
Cette couche céramique très conduc- trice 8 est disposée pour recouvrir ou pour être en contact avec l'émail semi-conducteur 2 qui, comme dans la disposition précédem meent décrite, recouvre la partie exposée,du corps de 1*isolateur et a une conductivité supérieure à celle du dit émail 2, cette cou- ohe 8 permettant au courant de pén-étrer dans l'émail 2 sans former des' étincelles,
Dans le mode de réalisation de 1*invention d'après la fig.3, l'intervalle entre la cloche métallique 4 et le corps I de l'isola- teur, et entre ce corps et la broche métallique.3, est rempli d'un ciment normal-7,'et une couche métallique conductrice 8 est inter.
posée entre le ciment 7 et la paroi de l'isolateur de telle manière
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qu'elle recouvre ou soit en contact avec l'émail semi-conducteur 2 recouvrant le corps isolant. Les couches méta.lliques 8 peuvent être appliquées d'une manière convenable quelconque, Par exemple, on peut les former sur le corps de l'isolateur par dépôt électrique ou par rrojection, Ces couches métalliques 8 peuvent se prolonger jusqu'à une faible distance au-dessous de la cloche 4 et au-dessous de l'évidement de la broche de la manière,représentée et elles peuvent s'étendre jusque proximité du dessus de la cloche et du fond de l'évidement de la broche, ou autrement.
D'autre part, si on le désire, les parties inférieures exposées des couches métalliques 8 reuvent être connectées respectivement par des fils conducteurs 9 . la cloche métallique 4 et à la broche 3, ce qui ,peut être réalisa par soudure, par exemple. Ces fils conducteurs peuvent également être su-oprimés, les couches métalliques 8. se trouvant en contact intime avec le ciment normal et avec l'émail semi-conducteur, et le courant passant du ciment normal dans la couche métallique 8 et, ensuite, dans la couche semi-conductrice 2, plus facilement qu'il ne passerait directement dans la couche semi-conductrice, de sorte que toute formation d'étincelle est évitée.
Une variante de cette dernière disposition est représentée rar la fig.4 et elle consiste à remplir l'intervalle entre la cloche ,4 et le corps I de l'isolateur, et entre ce corps et la broche 3, d'un ciment normal 7, et à recouvrir les parties exposées de ce ciment de couches métalliques 10. Ces couches métalliques constituent des connexions entre l'émail semi-conducteur 2 recouvrant l'isolateur, et la cloche 4, et entre l'émail 2 et la broche 3, et elles se trouvent en contact intime respectivement avec l'émail et la cloche, et avec l'émailet la broche, de la manière représentée, Les couches métalliques 10 peuvent être formées par dépôt électrique, par projection, ou autrement, et elles peuvent s'étendre sur le pourtour de l'isolateur et de la broche.
Dans la disposition que montrela fig. 5, le ciment céramique garnissant l'intervalle entre la cloche 4 et le corps I de l'isolateur, et entre ce corps et'la broche 3, est remplacé par un alliage
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métallique II qui se trouve, en contact intime avec.la cloche 4 ou la broche 3 et avec le corps I de l'isolateur, cet alliage métalli- .que étant disposé de la manière représentée pour recouvrir ou pour venir en contact avec la couche conductrice de l'électricité 2 qui recouvre.le corps de l'isolateur sur une distance convenable.
L'alli- age métallique est tel qu'il établisse un bon contact avec le corps, de l'isolateur et avec la surface émaillée, grâce à son coefficient de dilatation et à sa déformation plastique, Il a été trouvé quun alliage métallique convenable est constitué'par 84% de plomb et I6% d'antimoine, Dans la disposition.que montre la fig,5, on peut¯également remplacér l'alliage II par un remplissage en métal comprimé, intercalé entrele corps I de l'isolateur et la cloche 4. et.entre ce corps et la broche 3, la garniture étanten contact et recouvrant l'émail conducteur 2 de la même manière.
Ce remplissage métallique peut être pressé/sous ferme de poudre tout- autour du corps I de l'isolateur, et on peut ensuite le faire fondre pour sa liaison intime avec le corps de l'isolateur/ .d'une part, et avec la cloche 4 et la broche 3, d'autre part. On peut également' prévoir un remplissage métallique obtenu par d'autres moyens.
L'emploi d'un alliage métallique ou d'un remplissage métal lique prévus de cette manière assure un contact intime avec le revêtement semi-conducteur 2, et il ne serait .pas possible de mouler ou de presser de-la même manière autour du corps de l'isolateur la cloche 4, qui est généralement faîte de fer malléable et a une résistance élevée à la traction,
La disposition que .montre la fig.6 est similaire à celle que montre la fig.I.
Un oiment très conducteur 5 est intercalé entre le corps l'de l'isolateur et la cloche métallique 4, et entre ce corps ' et la broche 3,'Mais au lieu d'être muni d'un émail ou d'un revête-* ment semi-conducteur, comme dans la disposition d'âpres la fig.I, cet émail ou'revêtement du corps I.de l'isolateur est supprimé et ce @ corps est entièrement fait d'une matière céramique semi-conductrice.
De préférence, ce corps est fait d'une composition telle qu'elle a
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été décrite au brevet antérieur précédemment indiqué. Le ciment conducteur de l'électricité 5 se trouve en contact intime avec les parties métalliques de l'isolateur, de même qu'avec le corps semiconducteur I.
D'une manière similaire, les dispositions que montrent les fig.
I à 6 peuvent être modifiées par l'emploi d'un corps d'isolateur fait d'une matière céramique semi-conductrice, au lieu de munir le corps de l'isolateur d'un émail ou d'un revêtement semi-conducteur, les dispositions des,dites figures étant par ailleurs les mêmes, les couches céramiques conductrices, ou métalliques, ou l'alliage ou remplissage métalliques, entre la cloche ou la broche et le corps de l'isolateur, étant en contact serré ou intime avec ce corps.,
Toutes les dispositions décrites sont destinées à empêcher la formation d'étincelles entre le corps de l'isolateur et la cloche et la broche métalliques de l'isolateur, Dans tous les cas, le corps de l'isolateur peut recevoir les surfaces rugueuses et conductrices usuelles.
Il est'bien entendu que l'expression " corps semi-conducteur" désigne un corps dont la résistivité est inférieure à 1010 ohms par centimètre cube, mais supérieure à 102 ohms par centimètre cube, à 20 C et en présence d'une humidité relative égale à 25%. D'une manière similaire, un émail ou revêtement semi-conducteur désigne un émail ou un revêtement, dont la résistivité est inférieure à 1011 ohms par centimètre carré, mais supérieure à 103 ohms par centimètre carré, ?1 2000 et en présence d'une humidité relative égale à 25%.
Quoique l'invetion ait été décrite en particulier dans san application à un isolateur électrique du type à cloche et broche, elle est également applicable à d'autres isolateurs du type indiqué, une couche ou partie très conductrice étant intercalée entre le conducteur et le corps de l'isolateur (lorsque ce dernier est fait d'une composition semi-conductrice), ou entre le conducteur et l'émail ou le revêtement semi-conducteur.