Dispositif pour éprouver les isolateurs défectueux-des lignes électriques et indiquer les fuites qui s'y produisent. La présente invention a pour objet un dispositif pour éprouver les isolateurs d6fec- tueux des lignes électriques et indiquer les fuites qui s'y produisent, caractérisé par nu indicateur visible tombant sous l'action de la pesanteur et supporté par un organe déclen cheur qui est situé dans le circuit -d'un cou rant de fuite partant d'un isolateur de la ligne électrique,
cet organe déclancheur étant agencé pour laisser tomber l'indicateur sous l'action du courant de fuite sur une subs tance sensible que renferme le déclancheur.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, sur le dessin annexé dans lequel: La fig. 1 est une coupe verticale du dis positif déclencheur qui est placé entre les isolateurs d'un poteau et l'indicateur prévu sur ce poteau; La fig. 2 est une coupe semi-schématique montrant l'équipement du poteau. L'équipement est prévu sur chaque poteau de la ligne. On peut prévoir un déclencheur et un indicateur pour tous les isolateurs, quel que soit leur nombre, qui .peuvent être mon tés sur le poteau équipé.
14 est le poteau, 11 désigne les traverses ou consoles en bois, 12 désigne les isolateurs de ligne de tout type usuel montés sur des tiges métalliques qui sont fixées aux traver ses 11. Un isolateur 18 est fixé au sommet du poteau pour supporter une ligne :clé terre 14. Un fil 16 partant de la ligne 14 passe sur plusieurs isolateurs 15, et est relié élec triquement au bras métallique 41 qui forme l'indicateur visible. A- -l'une de ses extrémi tés, ce bras indicateur 41 est monté sur -un pivot 42 isolé du poteau 10.
Les lignes des divers isolateurs de ligne dû poteau sont re liées entre elles par un fil 17 passàrit sui -lë# isolateurs 18; de sorte que les fuites dé tous les isolateurs--du poteau se trouvent réunies.
Le fil 17-conduit au dispositif déëlen- theur. Le mode de montage le plus commode du déclencheur à signal consiste à: le suppor- tûr, par l'extrémité inférieure d'urie des tiges -d'isolateur, par exemple<B>-</B>en 19: 20 désigne un crochet métallique assujetti à l<B>a</B> tige d'isô= laceur -de façon à assurer- un bon contact électrique avec cette tige. 21 désigne un gou jon à mil prévu à la partie supérieure .du dé clencheur.
Ce goujon à mil 21 est accroché au crochet 20 et suspend le déclencheur à la tige d'isolateur. Le déclencheur comprend une boite métallique cylindrique 22 fermée en haut et ouverte en bas, son extrémité in férieure 23 ayant la forme .d'une cloche dans le but d'écarter les gouttes de pluie. 2.1 dé signe un bouchon en porcelaine logé dans la partie inférieure la plus large de la cavité de la boîte 22 et fixé clans cette partie à l'aide d'un joint de ciment 27; 25 et 26 représen tent les faces irrégulières ou rendues rugueu ses de la porcelaine 24 et du corps métallique 22, respectivement;
une légère rugosité est désirable sur ces deux faces adjacentes pour assurer l'adhérence efficace du joint de fixa tion en ciment 27. 28 désigne une rondelle en toile épaisse imprégnée de composé isolant. 29 .désigne une tige qui s'élève axialement @L travers le bouchon de porcelaine 24, 30 dé signant un collet de cette tige contenu dans une creusure de l'extrémité inférieure du bou chon 24, cette creusure étant remplie de ci ment. 32 désigne un mil formé à l'extrémité inférieure de la tige 29. 33 désigne un écrou à l'aide duquel l'extrémité supérieure de la tige 29 est fixée contre l'extrémité supé rieure du bouchon de porcelaine 2-1.
34 désigne un tube de papier verni in séré'dans la partie étroits supérieure de la cavité de la boîte 22 du déclencheur. 35 dé signe un autre tube de papier verni disposé dans le tube 34. 36 désigne un bloc de char bon. 3 7 désigne une cartouche en papier con tenant une charge de poudre explosive 38.
39 désigne un bloc de charbon qui obture l'extrémité ouverte de la. cartouche de pa pier 37 et est en contact avec la poudre ex plosive 38 par sa face supérieure et avec l'extrémité supérieure de la tige 29 par sa face inférieure. 40 désigne un ressort à bou din prenant appui contre l'extrémité supé rieure de la boîte métallique .22 et contre la face supérieure du bloc de charbon 36. 41 dé signe un bras indicateur métallique suspen du par son extrémité externe à 1'#i1 32 et supporté par son extrémité interne de façon à pouvoir pivoter sur le poteau 10 en 42, mais isolé du poteau.
43 désigne une tra- -erse servant à porter un isolateur 44 sur lequel est tendu un fil de signalisation nu d5. Lorsque le bras 41. tombe à la position marquée en traits pointillés, il entre en con tact avec la ligne de signalisation 45 et ferme le circuit âe cette ligne par l'intermé diaire de la ligne de terre 14 et du fil 16.
Une bobine de réaction 47 peut être mon tée sur le fil 16, son rôle étant de permettre au courant de fuite de passer, mais d'empê cher des courants de passer à travers le dis positif lorsque la ligne est soumise à des troubles statiques résultant de coups de fo-i- dre, de manmuvres trop rapides de l'appa reillage ou de causes connues analogues qui déterminent le passage d'un courant à haute fréquences dans la ligne.
Le rôle des feuilles de papier 34 et 35 est d'isoler la charge de poudre 38 des parois du .déclencheur 22. Le rôle de la cartouche de papier 37 est de constituer un diaphragme diélectrique entre la poudre 38 et l'un quel conque des blocs de contact de charbon 36 et 39.
Il est bien entendu, par conséquent, que la cartouche de papier<B>37,</B> au lieu d'être ren versée comme représenté, pourrait être re tournée, c'est-à-dire placée de façon que son fond repose sur le bloc de charbon 39, le bloc de charbon 36 faisant directement pression sur la poudre, la disposition étant telle qu'un courant de fuite partant de l'isolateur au quel le déclencheur est suspendu ne peut se créer un passage entre les anneaux 21 et 32 qu'en passant à travers la cartouche.
Lors qu'un défaut d'isolement se développe dans un isolateur, les bornes du déclencheur sont soumises à une tension électrique, et lorsque cette tension s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée, le diélectrique 37 se trouve percé et la poudre 38 s'enflamme, ce qui a pour résultat que le bouchon de porcelaine 24 se trouve expulsé et que le bras indicateur 41, cessant d'être suspendu par ce bouchon, tombe par l'effet de la pesanteur de la posi tion horizontale normale représentée en traits pleins à la fig. 2 à la position repré sentée en traits pointillés sur cette figure.
Dans cette dernière position, il touche la ligne de signalisation 45, relie cette ligne à la terre par l'intermédiaire du fil 16 et du fil .de terre 14, et actionne un signal élec trique à une station. Des instruments d'essai appropriés reliés à la ligne .de signalisation 45 montrent, à la station où se trouve le signal, l'emplacement approximatif .du dé faut. La poudre 38 -est une poudre noire à grain fin de conductibilité électrique con- v enable.
Le courant de fuite traversant un isola teur défectueux a ainsi pour effet que cet isolateur fournit lui-même une indication de son défaut, soit uniquement à l'aide .du -bras indicateur local 41 visible du sol, soit en ad dition, si on le désire, à l'ui.de du circuit de signalisation 45, qui se ferme lorsqu'un dé faut se produit et que le signal local ap paraît.
Les -gaines de papier sont préférablement vernies, et la cartouche 37 est faite -d'une matière talle, et possède des épaisseurs telles, qu'une certaine différence de potentiel élec trique connu est nécessaire entre les faces respectives de cette cartouche pour produire un arc et la perforation.
Dans le but d'assurer le passage d'un courant aussi grand que possible à travers le déclencheur, les tiges des isolateurs peu- v ént être montées sur .des douilles en porce laine aux endroits où elles traversent les con soles du poteau, de façon à les isoler élec triquement desdites consoles et à faire dévier le courant de fuite vers le déclencheur. Cet artifice est nécessaire dans le cas d'isolateurs supportés sur des pylones en acier ainsi que clans le cas d'isolateurs montés sur des con soles en acier portées par des poteaux en bois lorsque ces consoles sont reliées électrique ment à la. terre.
Dans l'un et l'autre de ces cas, un courant clé fuite quelconque aurait un chemin direct pour passer à la terre, alors qu'il y a lieu de diriger le courant de fuite vers le déclencheur de façon que celui-ci fonctionne et laisse tomber le signal dès que la tension électrique suffit pour crever l'en veloppe diélectrique et qu'il passe un cou- - rant suffisant pour allumer la poudre. Dans le cas de poteaux en bois munis de traverses ou consoles en bois ou en métal qui ne sont pas mises à la terre, il n'est pas nécessaire d'isoler les tiges des traverses en bois.
Des essais effectués avec l'appareil éta blissent le fait que des courants de @ fuite de l'ordre d'un milliampère suffisent pour per cer la cartouche et déterminer l'explosion de la poudre dans le déclencheur, à tout voltage désiré, dans les limites .de travail ordinaires, dans une période d'une durée très courte, par exemple d'une minute au moins. La valeur diélectrique de la cartouche doit être choisie d'une façon appropriée à l'état de fuite à indiquer.
L est bien entendu qu'étant donné-que le rôle de l'explosion de la poudré est de pro voquer l'explosion du bouchon .clé déclencheur 24 de façon à .permettre au bras indicateur 41 de tomber, on peut substituer à la poudre explosive toute autre substance qui, lors qu'elle est soumise à l'effet .de chauffage d'un courant de fuite de valeur connue, agit de façon à rompre la suspension de l'indicateur.
Un courant de fuite pourrait, par exem ple, être utilisé pour engendrer de la chaleur et produire le déclenchement -d'un indicateur à chute en détruisant par fusion le support prévu à l'extrémité supérieure de la tige 29.
On pourrait également établir la boîte de déclencheur 22 en verre ou porcelaine et fixer la tige 29 à l'intérieur de cette boîte. Dans ce cas, l'explosion de la poudre 38 pro toquerait l'éclatement de la boîte 22, et per mettrait au bras indicateur 41 de tomber, si l'on déterminait la valeur diélectrique de la cartouche :de papier isolant la charge explo sive 38 d'un des blocs de contact de charbon de telle sorte que la perforation soit provo quée par des courants de fuite de valeurs correspondant à toute condition donnée ;le défaut d'isolement partiel de l'isolateur, ou des isolateurs reliés ensemble, lorsque cette fuite a- persisté pendant un temps prédéter-. miné.
Lorsque le \dispositif est appliqué à -des cas où le courant de fuite normal est voisin, de (ou supérieur à) un milliampère; une ré sistance élevée 48 de forme appropriée- -peut être connectée entre le fil 17 reliant les tiges des isolateurs 12 et le fil de terre 16 pour empêcher le fonctionnement .du dispositif tant qu'un courant prédéterminé de valeur plus grande que la. fuite normale dans les conditions de service n'a pas été atteint.
Device for testing faulty insulators of power lines and indicating any leaks occurring therein. The object of the present invention is a device for testing faulty electric line insulators and indicating the leaks which occur therein, characterized by a visible indicator falling under the action of gravity and supported by a tripping member which is located in the circuit of a leakage current from an insulator of the electric line,
this trigger member being arranged to drop the indicator under the action of the leakage current on a sensitive substance contained in the trigger.
An embodiment of the object of the invention is shown, by way of example, in the appended drawing in which: FIG. 1 is a vertical section through the positive trigger device which is placed between the insulators of a post and the indicator provided on this post; Fig. 2 is a semi-schematic section showing the equipment of the post. The equipment is provided on each pole of the line. A trigger and an indicator can be provided for all the insulators, whatever their number, which can be mounted on the equipped pole.
14 is the post, 11 designates the crossbeams or wooden brackets, 12 designates the line insulators of any usual type mounted on metal rods which are fixed to the crosses 11. An insulator 18 is fixed to the top of the post to support a line : earth key 14. A wire 16 from line 14 passes over several insulators 15, and is electrically connected to the metal arm 41 which forms the visible indicator. At one of its ends, this indicator arm 41 is mounted on a pivot 42 isolated from the post 10.
The lines of the various pole line insulators are re linked together by a wire 17 passàrit sui # insulators 18; so that the leaks of all the insulators of the pole are united.
The wire 17 leads to the deelener device. The most convenient way of mounting the signal trigger is to: support it, by the urial end of the insulator rods, for example <B> - </B> at 19:20 designates a metal hook secured to the <B> a </B> isolator rod - so as to ensure - good electrical contact with this rod. 21 designates a pin millet provided at the upper part of the trigger.
This millet stud 21 hangs from hook 20 and suspends the trigger from the insulator rod. The trigger comprises a cylindrical metal box 22 closed at the top and open at the bottom, its lower end 23 having the shape of a bell for the purpose of removing raindrops. 2.1 denotes a porcelain stopper housed in the widest lower part of the cavity of the box 22 and fixed in this part using a cement joint 27; 25 and 26 represent the irregular or roughened faces of the porcelain 24 and the metal body 22, respectively;
slight roughness is desirable on these two adjacent faces to ensure effective adhesion of the cement fastening joint 27. 28 denotes a thick cloth washer impregnated with an insulating compound. 29. Denotes a rod which rises axially @L through the porcelain plug 24, 30 denoting a collar of this rod contained in a recess in the lower end of the plug 24, this recess being filled with cement. 32 denotes a mil formed at the lower end of the rod 29. 33 denotes a nut by means of which the upper end of the rod 29 is fixed against the upper end of the porcelain plug 2-1.
34 denotes a tube of varnished paper inserted into the upper narrow portion of the box cavity 22 of the trigger. 35 denotes another tube of varnished paper disposed in tube 34. 36 denotes a good tank block. 37 denotes a paper cartridge containing an explosive powder charge 38.
39 designates a block of carbon which closes the open end of the. pa cartridge 37 and is in contact with the explosive powder 38 by its upper face and with the upper end of the rod 29 by its lower face. 40 denotes a coil spring bearing against the upper end of the metal box .22 and against the upper face of the carbon block 36. 41 denotes a metal indicator arm suspended from its outer end to 1 '# i1 32 and supported by its internal end so as to be able to pivot on the post 10 at 42, but isolated from the post.
43 denotes a tra- -erse for carrying an insulator 44 on which is stretched a bare signal wire d5. When the arm 41 falls to the position marked in dotted lines, it comes into contact with the signal line 45 and closes the circuit to this line through the intermediary of the earth line 14 and the wire 16.
A feedback coil 47 may be mounted on wire 16, its role being to allow leakage current to pass, but to prevent currents from passing through the positive device when the line is subjected to resulting static disturbances. from sudden bursts, too rapid switching of the apparatus or similar known causes which determine the passage of a current at high frequencies in the line.
The role of the sheets of paper 34 and 35 is to isolate the powder charge 38 from the walls of the trigger 22. The role of the paper cartridge 37 is to form a dielectric diaphragm between the powder 38 and any one of them. carbon contact blocks 36 and 39.
It is of course understood, therefore, that the paper cartridge <B> 37, </B> instead of being turned upside down as shown, could be turned back, i.e. placed so that its bottom rests on the carbon block 39, the carbon block 36 directly pressing on the powder, the arrangement being such that a leakage current from the insulator to which the trip unit is suspended cannot create a passage between the rings 21 and 32 than passing through the cartridge.
When an insulation fault develops in an insulator, the trip unit terminals are subjected to an electric voltage, and when this voltage rises above a predetermined value, the dielectric 37 is pierced and the powder 38 ignites, with the result that the porcelain stopper 24 is expelled and the indicator arm 41, ceasing to be suspended by this stopper, falls by the effect of gravity from the normal horizontal position shown in solid lines in fig. 2 to the position shown in dotted lines in this figure.
In this last position, it touches the signaling line 45, connects this line to the earth by means of the wire 16 and the earth wire 14, and actuates an electrical signal to a station. Appropriate test instruments connected to signal line 45 show the approximate location of the fault at the signal station. Powder 38 is a fine-grained black powder of suitable electrical conductivity.
The leakage current flowing through a defective insulator thus has the effect that this insulator itself provides an indication of its defect, either only using the local indicator arm 41 visible from the ground, or in addition, if one so desired, ui.de the signaling circuit 45, which closes when a fault occurs and the local signal appears.
The paper sheaths are preferably varnished, and the cartridge 37 is made of a tiller material, and has thicknesses such that a certain difference in known electrical potential is required between the respective faces of this cartridge to produce a arch and perforation.
In order to ensure the passage of a current as large as possible through the trip unit, the rods of the insulators can be mounted on woolen sockets at the places where they pass through the con soles of the post, so as to isolate them elec trically from said consoles and to divert the leakage current towards the trip unit. This artifice is necessary in the case of insulators supported on steel pylons as well as in the case of insulators mounted on steel cones carried by wooden posts when these brackets are electrically connected to the. Earth.
In either of these cases, any key leakage current would have a direct path to earth, while the leakage current should be directed to the trip unit so that it operates. and drops the signal as soon as the electric voltage is sufficient to burst the dielectric envelope and sufficient current passes to ignite the powder. In the case of wooden posts with wooden or metal ties or brackets that are not grounded, it is not necessary to insulate the wooden tie rods.
Tests carried out with the apparatus establish the fact that leakage currents of the order of a milliampere are sufficient to pierce the cartridge and determine the explosion of the powder in the trigger, at any desired voltage, in the ordinary working limits, in a very short period of time, for example at least one minute. The dielectric value of the cartridge must be chosen in a manner appropriate to the leakage condition to be indicated.
It is understood that since the role of the explosion of the powder is to cause the explosion of the trigger key stopper 24 so as to allow the indicator arm 41 to fall, the powder can be substituted for explosive any other substance which, when subjected to the heating effect of a leakage current of known value, acts so as to break the suspension of the indicator.
A leakage current could, for example, be used to generate heat and produce the triggering of a drop indicator by destroying by melting the support provided at the upper end of the rod 29.
One could also establish the trigger box 22 in glass or porcelain and fix the rod 29 inside this box. In this case, the explosion of the powder 38 would provoke the bursting of the box 22, and would allow the indicator arm 41 to fall, if the dielectric value of the cartridge was determined: of paper insulating the explosive charge 38 of one of the carbon contact blocks so that the perforation is caused by leakage currents of values corresponding to any given condition; the partial insulation fault of the insulator, or of the insulators connected together, when this leak persisted for a predeter- mined time. mine.
When the device is applied to cases where the normal leakage current is close to (or greater than) one milliampere; a suitably shaped high resistor 48 may be connected between the wire 17 connecting the rods of the insulators 12 and the ground wire 16 to prevent operation of the device as long as a predetermined current of greater value than the. normal leakage under service conditions has not been achieved.