EP0262056B1 - Indicateur pour la signalisation de la mise en court-circuit d'un parafoudre - Google Patents

Description

• La présente invention a trait aux dispositifs parafoudres destinés à la protection des lignes électriques, tout particulièrement des lignes aériennes à moyenne tension.
• On sait que les dispositifs du genre en question comprennent généralement un corps isolant pourvu de deux capsules de connexion respectivement reliées à la ligne électrique à protéger et à la terre. Ce corps renferme un élément qui en fonctionnement normal assure l'isolation réciproque des deux capsules susmentionnées, tout en étant susceptible de devenir momentanément conducteur sous l'effet d'une brusque élévation de la tension due à la chute de la foudre sur la ligne, étant observé que ledit élément doit redevenir parfaitement isolant une fois l'onde de choc haute tension ainsi évacuée.
• Or il arrive que ce retour à l'état isolant s'effectue dans de mauvaises conditions, par suite notamment d'un endommagement de l'élément d'isolation, auquel cas il y a apparition d'un courant dit "de suite" qui constitue en fait un court-circuit sur la ligne électrique envisagée. Comme cette dernière comporte le plus souvent un grand nombre de parafoudres, il est difficile en pratique de déterminer quel est le dispositif qui donne lieu au courant de "suite" et au court-circuit.
• C'est à cet inconvénient qu'entend remédier la présente invention, laquelle a pour objet un indicateur destiné à être incorporé aux dispositifs classiques en vue de signaler de manière parfaitement apparente la mise en court-circuit éventuelle du parafoudre auquel ledit indicateur est associé.
• L'indicateur suivant l'invention est principalement remarquable en ce qu'il comprend une bande rectiligne qui est réalisée en une matière élastiquement déformable de façon à pouvoir être rabattue et éclipsée moyennant déformation contre le parafoudre et dont l'une des extrémités est rendue solidaire de celui-ci tandis que l'extrémité opposée est retenue en place à l'aide d'un mécanisme de verrou placé sous la dépendance de moyens électriques de libération actionnés dès l'apparition d'un courant de "suite" à travers le parafoudre envisagé.
• On conçoit que la bande de signalisation est pratiquement invisible aussi longtemps qu'elle est maintenue à l'état rabattu contre le corps du parafoudre, alors que dès que le mécanisme de verrou l'a libérée, ladite bande se déploie brusquement en constituant une sorte de drapeau qui fait latéralement saillie sur le corps précité et qui peut de ce fait être très aisément détecté.
• Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :
• Fig. 1 est une vue en perspective représentant un indicateur suivant l'invention monté sur le corps d'un parafoudre de type connu.
• Fig. 2 est une coupe axiale de la partie inférieure du parafoudre et de l'indicateur qui lui est incorporé.
• Fig. 3 montre à plus grande échelle l'agencement de cet indicateur.
• Fig. 4 est le schéma du branchement électrique correspondant.
• Fig. 5 illustre une variante de réalisation de fig. 3.
• Fig. 6 est une coupe axiale analogue à celle de fig. 2, mais correspondant à un autre mode de mise en oeuvre de l'invention.
• Fig. 7 représente le schéma de branchement correspondant à fig. 6.
• En fig. 1 la référence 1 désigne l'électrode ou capsule de connexion prévue à la base du corps isolant 2 d'un parafoudre quelconque, que pour fixer les idées on supposera être du type de celui décrit dans la demande de brevet FR-A-26 00 834 publiée le 31 décembre 1987 au nom de la Demanderesse. La partie inférieure de l'élément d'isolation 3 (fig. 2) de ce parafoudre est reliée par un ressort 4 à un disque métallique 5, lequel est lui-même relié à la capsule 1 à travers l'indicateur qui fait l'objet de la présente invention.
• Cet indicateur comprend en premier lieu une bande rectiligne 6 en une matière élastiquement déformable, par exemple en acier à ressort. L'une des extrémités de cette bande 6 est fixée à demeure à la capsule 1 par un rivet 7, tandis que l'extrémité opposée, pourvue d'un goujon de retenue 8, coopère avec un mécanisme de verrou de façon à ce que ladite bande 6 soit susceptible d'être maintenue à l'état rabattu et éclipsé contre ladite capsule 1.
• Dans la forme de réalisation suivant fig. 2, ce mécanisme de verrou comprend un fil fusible 9 en forme d'épingle, dont la partie centrale est attachée à la queue profilée du goujon 8, lequel traverse un trou de la capsule 1 pour coulisser axialement dans une ouverture 10a d'une entretoise isolante 10 maintenue entre le disque 5 et le fond de la capsule 1 précitée.
• Comme montré en détail en fig. 3 et 4, les extrémités du fil fusible 9 se raccordent à un filtre formé par deux bobinages 11 et 12 branchés en parallèle entre le disque 5 et la capsule de connexion 1.
• Le bobinage 11 est réalisé sur un support 13 de façon à présenter deux enroulements superposés 11a et 11b dont les spires sont inversées afin d'annuler le champ magnétique engendré et d'obtenir de la sorte une bobine aselfique formant résistance. Le bobinage 12 est effectué sur un support 14 établi à un diamètre intérieur plus important, de façon à entourer l'un ou l'autre des enroulements 11a et 11b et à obtenir en tout état de cause une bobine selfique.
• Sur le plan structurel il convient d'observer que l'ensemble du filtre ci-dessus décrit est réalisé à l'aide d'un fil continu dont une extrémité, raccordée à l'extrémité correspondante du fil fusible 9, présente une large boucle 15 qui est engagée dans deux entailles 10b pratiquées dans un épaulement supérieur 10c de l'entretoise isolante 10, lequel épaulement 10c est destiné à former appui pour le disque métalique 5 sus-décrit. On conçoit que si l'on prend soin d'établir les entailles 10b à une profondeur légèrement inférieure au diamètre du fil de la boucle 15, lors du montage de l'ensemble ce fil va être écrasé entre le fond desdites entailles et la face inférieure du disque 5, si bien qu'on obtient une connexion efficace sans autre moyen particulier.
• De la même manière l'extrémité du fil qui sort de l'enroulement inférieur 11b du bobinage aselfique 11 forme une large boucle 16 qui est elle-même engagée dans deux entailles 10d pratiquées dans le bord inférieur de l'entretoise isolante 10, ceci afin d'assurer la jonction automatique de la sortie du filtre avec la capsule 1 liée à la terre.
• L'extrémité libre de la boucle inférieure 16 pénètre sur le support 14 à grand diamètre pour constituer le bobinage 12 dont l'extrémité de sortie est liée à l'extrémité libre du fil fusible 9, lequel se trouve ainsi branché en série avec ledit bobinage 12.
• En ce qui concerne la réalisation pratique du bobinage aselfique, on peut avoir recours à la variante d'exécution illustrée en fig. 5 suivant laquelle on prévoit un enroulement unique 111 avec toutes les spires dirigées dans le même sens, étant toutefois entendu que le bobinage est effectué à double (boucle centrale référencée 111ʹ) de façon à ce que le courant circule en sens inverses dans deux spires adjacentes. Dans ces conditions l'annulation du champ magnétique est ici obtenue dans de meilleurs conditions que dans le cas de fig. 3. Le bobinage selfique 12 est réalisé sur un support extérieur 14, de la même manière qu'en fig. 3.
• Le fonctionnement du filtre 11-12 ou 111-12 associé au fil fusible ressort des explications qui précédent et se comprend aisément.
• Lorsque la ligne électrique aérienne à laquelle le parafoudre envisagé est associé est sous tension normale, l'élément d'isolation 3 fonctionne de manière parfaite et s'oppose à toute liaison entre la ligne aérienne et la terre.
• Quand par contre la foudre tombe sur cette ligne aérienne en déterminant une brusque élévation de l'intensité, le bobinage selfique 12 assure de manière instantanée le blocage du très fort $\frac{\text{dI}}{\text{dt}}$

  

  , de telle sorte que le courant à très haute tension ne peut passer ni à travers ledit bobinage, ni à travers le fil fusible 9 branché en série avec celui-ci et qui continue de ce fait à retenir efficacement le goujon 8 et la bande 6. En conséquence ce courant est obligé de s'écouler à la terre à travers la résistance formée par la bobine aselfique 11 ou 111, en permettant, après évacuation, à l'élément d'isolation 3 de revenir à son état initial pour lequel il s'oppose à tout passage de courant.
• Si par contre, par suite d'un endommagement ou du vieillissement de l'élément d'isolation 3, ce dernier laisse passer un courant de "suite" qui provoque évidemment un court-circuit sur la ligne aérienne protégée et la disjonction de celle-ci hors du réseau, il y a lieu de repérer celui, parmi les différents parafoudres posés sur cette ligne, qui est siège de ce courant de "suite".
• Or on conçoit sans peine que par suite de son caractère aselfique la bobine 11 ou 111 interdit ou tout au moins freine le passage du courant de "suite" à 50 Hertz, si bien que ce courant est obligé de passer à travers la bobine 12 et le fil fusible 9 branché en série avec celle-ci. Comme ce fil fusible est établi de manière à fondre sous ce courant, il libère en conséquence le goujon 8. Du fait de sa résistance élastique à la déformation, l'extrémìté de la bande 6 est elle-même libérée, de telle sorte qu'elle reprend brusquement sa position rectiligne initiale, en faisant ainsi saillie latéralement par rapport au corps 1 du parafoudre, à la manière d'un drapeau de signalisation (position indiquée en tracé interrompu en 6ʹ en fig. 1).
• Un tel drapeau est susceptible d'être aisément détecté, surtout si l'on a pris soin de colorer en rouge vif ou en jaune lumineux la face de la bande 6 qui est normalement appliquée contre la capsule 1. Le fil fusible 9 peut bien entendu être remplacé en vue de la remise en état de l'indicateur, après réparation du parafoudre lui-même.
• Fig. 6 et 7 illustrent un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, suivant lequel le support 13 du bobinage aselfique 11 ou 111 est agencé pour recevoir à coulissement un noyau mobile 17 analogue à celui d'un électro-aimant et propre à former mécanisme de verrou en coopération avec une gachette 18. L'extrémité inférieure de ce noyau est au contact de la partie déformable 18a de la gachette 18 précitée, qui prend appui contre la face intérieure de la capsule de connexion 1. La gachette 18 se prolonge verticalement en 18b au-delà de la partie déformable 18a, pour présenter une partie terminale en forme de fourche ouverte vers le haut, à l'intérieur de laquelle est introduite la gorge de la queue profilée du goujon de retenue 8 associé à la bande 6.
• Le fonctionnement général de cette forme de réalisation est identique à celui exposé ci-dessus en référence à fig. 2 à 5, à la seule différence près du mécanisme de verrou constitué par le noyau 17 de la gachette 18. Cette dernière retient le goujon 8 à la position verrouillée, jusqu'à ce que sous l'effet du passage du courant de "suite", le noyau 17 se déplace vers le bas et que la partie déformable 18a de la gachette 18 se déforme sous la pression que le noyau 17 exerce sur elle (tracé en trait interrompu de fig. 6). Le déplacement vers le bas des parties 18a et 18b de la gachette libère le goujon 8 de la fourche terminale de retenue, si bien que la bande de signalisation se déploye latéalement à la manière illustrée en 6ʹ en fig. 1.
• On conçoit que l'invention englobe les parafoudres équipés d'un in dicateur de signalisation de mise en court-circuit du type sus-décrit.

Claims (8)

1. Indicateur pour la signalisation de la mise en court-circuit d'un parafoudre ce parafoudre comprenant un élément d'isolation (3) qui sépare normalement les deux électrodes ou capsules de connexion tout en étant susceptible de devenir conducteur pour évacuer vers la terre le courant à très haute tension de la foudre, et de revenir à l'état d'isolation une fois ce courant évacué, caractérisé en ce que l'indicateur comprend une bande rectiligne (6) qui est réalisée en une matière élastiquement déformable de façon à pouvoir être rabattue et éclipsée moyennant déformation contre le parafoudre (1-2-3) et dont l'une des extrémités est rendue solidaire de celui-ci tandis que l'extrémité opposée est retenue en place à l'aide d'un mécanisme de verrou (8-9, 8-17-18) placé sous la dépendance de moyens électriques de libération (11-12, 111-12) qui sont actionnés dès l'apparition d'un courant de suite à travers l'élément d'isolation (3) du parafoudre, la bande (6) se déployant alors latéralement à la manière d'un drapeau (6ʹ).
2. Indicateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens électriques de libération comprennent un filtre forme par deux bobinages dont l'un (12) est de type selfique de façon à arrêter le courant à très haute tension et de très fort $\frac{\text{dI}}{\text{dt}}$

   

   tandis que l'autre (11, 111) est de nature aselfique afin de freiner le passage du courant de suite éventuel qui, du fait de sa faible fréquence, passe à travers le bobinage selfique (12) et actionne donc le mécanisme de verrou (8-9, 8-17-18).
3. Indicateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le bobinage aselfique (11) est formé par deux enroulements (11a, 11b) présentant des pas inversés afin d'annuler le champ magnétique.
4. Indicateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le bobinage aselfique (111) est formé par un enroulement unique réalisé à l'aide d'un fil double obtenu par repliage sur lui-même, de façon à ce que le courant circule dans des directions opposées dans deux spires adjacentes.
5. Indicateur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que le mécanisme de verrou comprend un goujon coulissant (8) associé à un fil fusible de retenue (9) branché en série avec le bobinage selfique (12).
6. Indicateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme de verrou comprend un noyau (17) mobile à l'intérieur du bobinage selfique (12) de façon à se déplacer lorsque celui-ci est parcourru par le courant de suite et à venir ainsi porter contre une gachette déformable (18) qui assure la retenue du goujon coulissant (8) associé à l'extrémité libre de la bande de signalisation (6).
7. Indicateur suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les deux bobines (11-12, 111-12) sont réalisées à l'aide d'un fil continu qui est pourvu de deux boucles de branchement (15, 16) dont chacune est engagée dans deux entailles (10b, 10d) pratiquées dans l'un ou l'autre des bords d'une entretoise isolante (10) maintenue appliquée contre des pièces métalliques de jonction (5), la profondeur des entailles précitées étant légèrement inférieure au diamètre du fil des boucles (15, 16) de façon à ce que celui-ci soit écrasé lors du montage des pièces sus-indiquées, en établissant de la sorte la jonction.
8. Parafoudre pour lignes électriques, caractérisé en ce qu'il incorpore un indicateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7.

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