EP0430135A1 - Isolateur electrique rigide - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a rigid electrical insulator.
- rigid insulator Two types of rigid insulator are known, the rigid rod insulator meeting the ANSI C29-6-1984 standard and the rigid base insulator conforming to the ANSI C29-7-1983 standard, or IEC 720.
- Such an insulator comprises at least one dielectric made of porcelain, glass or cycloaliphatic resin, the lower end of which is carried by a metal rod or bag, and the head of which has a groove intended to directly receive an electric cable.
- the groove can be located on the lateral face and / or on the upper face of the head.
- the electric cable is held there using a tie.
- the dimensions of the grooves and the shapes of the ligatures are standardized.
- the object of the present invention is to provide a type of rigid electrical insulator making it possible to overcome its drawbacks.
- the subject of the present invention is a rigid electrical insulator of the bag or rod type, the upper insulating end of which has at least one groove intended to receive an electrical cable, characterized in that it comprises at least one fixed central rod at its lower part of said bag or said rod, and at its upper part to a rigid head provided with at least one groove, the external face of said rod and of said rigid head being tightly covered by a coating, that of said the head being made of flexible elastomer and that of said rod being chosen from elastomers, resins and varnishes, said groove provided with its coating defining said groove.
- the external surface of said rod is preferably cylindrical with a frustoconical shape.
- the rod can be full or hollow; its end linked to said rigid head may advantageously be provided with grooves, or with suitable machining.
- Said rigid head is made of a material chosen from thermoplastic (polyester, polyamide, polyacetal, etc.) or thermosetting materials (epoxy, polyurethane, etc.), ceramics, glass, porcelain, or metals.
- thermoplastic polyethylene, polyamide, polyacetal, etc.
- thermosetting materials epoxy, polyurethane, etc.
- ceramics glass, porcelain, or metals.
- an insulating material will be used. The latter can be loaded with mineral fillers, or insulating or semiconducting fibers.
- Said rigid head can be molded on the corresponding end of the rod, or be fixed by gluing or any other suitable means.
- the flexible elastomer of the coating of said rigid head is chosen from vulcanizable elastomers (EPDM, Silocone, etc.) and thermoplastic elastomers.
- the material of the covering of the rod can be chosen from the above elastomers, varnishes, epoxy resins, polyesters, loaded or not; this coating can be smooth or include fins of various shapes.
- a rigid composite insulator according to the invention can be used in a voltage range between 5 and 100 Kvolts and has many advantages. Thus, it resists bending forces better than known rigid insulators. In the event of significant bending corresponding to a load greater than the normalized value, no sharp break is observed which could cause the cable to fall.
- the insulator according to the invention is much more resistant to shocks due to vandalism; there again the risks of frank rupture are limited.
- the cable is housed in a groove defined by a groove provided in the rigid head and provided with an elastomer coating. Even if it is subjected to vibrations, the cable rests on a flexible mattress which prevents any abrasion of its strands.
- the insulator according to the invention is lighter and less bulky than the known rigid insulators having equivalent insulation properties. We also note that its level of disturbances Radio is very weak.
- FIG. 1 shows a composite rigid insulator according to the invention to be compared with a rigid ceramic insulator of class 57.3 of the ANSI standard.
- a central rod 1 made of glass fibers agglomerated by a resin, one end of which 2 is fixed in a housing 4 of a fitting 5 in the form of a base.
- Its end 3, provided with at least one groove, is linked, for example by overmolding, to a rigid head 7 of thermosetting resin.
- the head 7 has a lateral groove 8 and an upper groove 9.
- the external face of the rigid head 7, of the rod 1 and of a part of the fitting 5, is provided by overmolding with an elastomer coating 10. This coating defines on the side of the head 7, an upper groove 19, located opposite the groove 9, and a lateral groove 18, located opposite the groove 8.
- the coating 10 illustrated comprises the fins 11 which may be of different profiles and of different diameters.
- the maximum diameter of the insulator according to the invention is included between 45 mm and 65 mm, while the diameter of the corresponding porcelain insulator is 85 to 130 mm.
- the weight of the insulator according to the invention is approximately three times less than that of the directly comparable porcelain insulator.
- the insulator of Figure 1 was mounted in a test machine recording the load and the corresponding deflection.
- the ANSI standard requires a flexural strength of 2,800 lbs.
- the deflection observed is 28 mm, while for the porcelain insulator, it is a few millimeters.
- this value is very close to the arrow causing the rupture of the head of the insulator, while, for the insulator according to the invention, the rupture occurs only when the arrow is of around 50 mm corresponding to a load of 4,300 lbs.
- Figures 2 to 11 show alternative embodiments of several elements of the insulator of Figure 1.
- the coating 20 of elastomer ( Figure 2) is provided with fins all having the same configuration.
- the fins of the elastomer coating 21 Figure 3) have lower ribs 23.
- the coating 22 ( Figure 4) is a tubular sheath whose material is of the varnish type.
- the rod 31 has the shape of a truncated cone, the ends of which are secured respectively to a metal base 30 and to a rigid insulating head 40.
- the rod 32 is a hollow cylinder which can optionally be filled with an insulating foam or resin 33 (FIG. 7).
- the rod 34 is a hollow truncated cone, which can may also be filled with foam or insulating resin 33 ( Figure 9).
- the insulator comprises two rods 61 and 62 secured parallel to one another to a metal base 50 and to a rigid insulating head 60.
- the number of rods can be greater than two.
- a metal ring 42 constituting a metallic connecting piece is fixed around the rod 41 under the rigid head 40.
- the exposed faces of the rod 41 and of the head 40 are provided with waterproof coatings 43 , 44 which may be made of different materials. The junction between these two coatings can be achieved by the metal part.
- the invention also applies to rigid rod insulators which are fixed in the central rod.
- a head of insulating material has been described.
- the material for coating the rigid head is chosen so as to be as flexible as possible.
- the insulator comprises several rods, the latter are not necessarily arranged parallel to each other.
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Abstract
Description
- La présente invention concerne un isolateur électrique rigide.
- On connaît deux types d'isolateur rigide, l'isolateur rigide à tige répondant à la norme ANSI C29-6-1984 et l'isolateur rigide à socle conforme à la norme ANSI C29-7-1983, ou IEC 720.
- Un tel isolateur comporte au moins un diélectrique en porcelaine, en verre ou en résine cycloaliphatique, dont l'extrémité inférieure est portée par une tige ou un sache métallique, et dont la tête présente une gorge destinée à recevoir directement un câble électrique.
La gorge peut être située sur la face latérale et/au la face supérieure de la tête. Le câble électrique y est maintenu à l'aide d'une ligature. Les dimensions des gorges et les formes des ligatures sont normalisées. - On constate que, lorsque les isolateurs connus sont soumis à des actes de vandalisme, leur diélectrique risque de se briser totalement en entraînant la chute du câble.
On observe en outre une résistance à la flexion parfois insuffisante et une certaine érosion du câble au niveau de sa zone de contact avec la gorge de l'isolateur, pouvant entraîner la rupture du câble. - La présente invention a pour but de réaliser un type d'isolateur électrique rigide permettant de pallier ses inconvénients.
- La présente invention a pour objet un isolateur électrique rigide de type à sache ou à tige, dont l'extrémité supérieure isolante présente au moins une gorge destinée à recevoir un câble électrique, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un jonc central fixé à sa partie inférieure audit sache ou à ladite tige, et à sa partie supérieure à une tête rigide munie d'au moins une rainure, la face externe dudit jonc et de ladite tête rigide étant recouverte de manière étanche par un revêtement, celui de ladite tête étant en élastomère souple et celui dudit jonc étant choisi parmi les élastomères, les résines et les vernis, ladite rainure munie de son revêtement définissant ladite gorge.
- La surface externe dudit jonc est de préférence cylindrique au en tronc de cône.
- Le jonc peut être plein ou creux ; son extrémité liée à ladite tête rigide peut être avantageusement munie de cannelures, ou d'un usinage approprié.
- Ladite tête rigide est en un matériau choisi parmi les matériaux thermoplastiques (polyester, polyamide, polyacétal,...) ou thermodurcissables (époxy, polyuréthane...), les céramiques, le verre, la porcelaine, ou les métaux. De préférence, pour des raisons électriques, on prendra un matériau isolant. Ce dernier peut être chargé de charges minérales, ou de fibres isolantes ou semi-conductrices.
- Ladite tête rigide peut être moulée sur l'extrémité correspondante du jonc, ou être fixée par collage ou tout autre moyen approprié.
- L'élastomère souple du revêtement de ladite tête rigide est choisi parmi les élastomères vulcanisables (EPDM, Silocone...) et les élastomères thermoplastiques. Le matériau du revêtement du jonc peut être choisi parmi les élastomères précédents, les vernis, les résines époxy, polyesters, chargées ou non ; ce revêtement peut être lisse ou comporter des ailettes de formes variées.
- Un isolateur rigide composite selon l'invention est utilisable dans un domaine de tension compris entre 5 et 100 Kvolts et présente de nombreux avantages.
Ainsi, il résiste mieux aux efforts de flexion que les isolateurs rigides connus. En cas de flexion importante correspondant à une charge supérieure à la valeur normalisée, on n'observe pas de rupture franche susceptible d'entraîner la chute du câble.
L'isolateur selon l'invention résiste beaucoup mieux aux chocs dûs au vandalisme ; là encore les risques de rupture franche sont limités. Par ailleurs le câble est logé dans une gorge définie par une rainure prévue dans la tête rigide et pourvue d'un revêtement en élastomère. Même s'il subit des vibrations, le câble repose sur un matelas souple qui évite toute abrasion de ses brins.
L'isolateur selon l'invention est plus léger et moins encombrant que les isolateurs rigides connus présentant des propriétés d'isolement équivalentes. On constate en outre que son niveau de perturbations Radio est très faible. - D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif. Dans le dessin annexé :
- La figure 1 est une vue schématique semi-coupée longitudinalement d'un isolateur rigide composite selon l'invention.
- Les figures 2 à 4 sont des vues partielles schématiques en coupe de trois variantes de revêtement d'un isolateur selon l'invention.
- Les figures 5 à 9 sont des vues partielles schématiques en coupe longitudinale d'isolateurs selon l'invention avec diverses variantes de jonc.
- La figure 10 est une vue partielle schématique en coupe d'une variante d'isolateur selon l'invention à plusieurs joncs.
- La figure 11 est une vue schématique en coupe d'une autre variante d'isolateur selon l'invention.
- On voit dans la figure 1 un isolateur rigide composite selon l'invention à comparer avec un isolateur rigide en céramique de la classe 57.3 de la norme ANSI.
- Il comprend un jonc central 1 en fibres de verre agglomérées par une résine, dont une extrémité 2 est fixée dans un logement 4 d'une ferrure 5 en forme de socle. Son extrémité 3, munie d'au moins une cannelure, est liée, par exemple par surmoulage, à une tête rigide 7 en résine thermodurcissable. (Les cannelures peuvent être remplacées par tout autre usinage).
La tête 7 présente une rainure latérale 8 et une rainure supérieure 9. La face externe de la tête rigide 7, du jonc 1 et d'une partie de la ferrure 5, est munie par surmoulage d'un revêtement en élastomère 10. Ce revêtement définit du côté de la tête 7, une gorge supérieure 19, située en regard de la rainure 9, et une gorge latérale 18, située en regard de la rainure 8. Ces deux gorges, aux dimensions normalisées, sont destinées à recevoir un câble. - Le revêtement 10 illustré comprend les ailettes 11 qui peuvent être de différents profils et de différents diamètres.
- Le diamètre maximal de l'isolateur selon l'invention est compris entre 45 mm et 65 mm, alors que le diamètre de l'isolateur en porcelaine correspondant est de 85 à 130 mm.
- Le poids de l'isolateur selon l'invention est environ trois fois plus faible que celui de l'isolateur en porcelaine directement comparable.
- En ce qui concerne la résistance à la flexion, l'isolateur de la figure 1 a été monté dans une machine de test enregistrant la charge et la flèche correspondante. La norme ANSI exige une résistance à la flexion de 2.800 lbs. Pour cette valeur, la flèche observée est de 28 mm, tandis que pour l'isolateur en porcelaine, elle est de quelques millimètres. Dans le cas de l'isolateur en porcelaine, cette valeur est très proche de la flèche entraînant la rupture de la tête de l'isolateur, tandis que, pour l'isolateur selon l'invention, la rupture intervient seulement lorsque la flèche est de l'ordre de 50 mm correspondant à une charge de 4.300 lbs.
- Le câble logé dans la gorge 19 ou la gorge 18, où il est fixé à l'aide d'une ligature normalisée, repose sur un matelas en élastomère souple qui ne risque pas de l'endommager à la longue.
- Si l'isolateur reçoit des impacts de balles, le choc ne peut entraîner la rupture ou l'éclatement de l'ensemble de la structure, comme cela peut être le cas pour un isolateur en porcelaine.
- Les figures 2 à 11 montrent des variantes de réalisation de plusieurs éléments de l'isolateur de la figure 1.
- On voit dans les figures 2, 3, 4 divers revêtements pour le jonc 1. Le revêtement 20 en élastomère (figure 2) est muni d'ailettes ayant toutes la même configuration. Les ailettes du revêtement 21 en élastomère (figure 3) comportent des nervures inférieures 23. Le revêtement 22 (figure 4) est une gaine tubulaire dont le matériau est du type vernis.
- Dans la figure 5, le jonc 31 a la forme d'un tronc de cône dont les extrémités sont solidarisées respectivement à une embase métallique 30 et à une tête rigide isolante 40.
- Dans la figure 6 le jonc 32 est un cylindre creux qui peut être éventuellement rempli d'une mousse ou résine isolante 33 (figure 7).
- Dans la figure 8 le jonc 34 est un tronc de cône creux, qui peut également être éventuellement rempli de mousse ou de résine isolante 33 (figure 9).
- Dans la figure 10 l'isolateur comprend deux joncs 61 et 62 solidarisés parallèlement l'un à l'autre à une embase métallique 50 et à une tête rigide isolante 60. Selon une autre variante, le nombre de joncs peut être supérieur à deux.
- Dans la figure 11, un anneau métallique 42 constituant une pièce métallique de raccordement est fixée autour du jonc 41 sous la tête rigide 40. Comme dans les variantes précédentes, les faces exposées du jonc 41 et de la tête 40 sont munies de revêtements étanches 43, 44 qui peuvent être en matériaux différents. La jonction entre ces deux revêtements peut être réalisée par la pièce métallique.
- Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits.
- L'invention s'applique également aux isolateurs rigides à tige venant se fixer dans le jonc central.
- On a décrit une tête en matériau isolant. On peut également envisager une tête métallique.
- Le matériau du revêtement de la tête rigide est choisi de manière à être le plus souple possible.
- Dans le cas où l'isolateur comporte plusieurs joncs, ces derniers ne sont pas forcément disposés parallèlement les uns aux autres.
Claims (11)
- Isolateur électrique rigide de type à socle ou à tige, dont l'extrémité inférieure est fixée audit socle ou à ladite tige et dont l'extrémité supérieure isolante présente au moins une gorge destinée à recevoir un câble électrique, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un jonc central (1) fixé à sa partie inférieure audit socle (5) ou à ladite tige, et à sa partie supérieure à une tête rigide (7) munie d'au moins une rainure (8), la face externe dudit jonc et de ladite tête rigide étant recouverte de manière étanche par un revêtement (10), celui de ladite tête étant en élastomère souple et celui du jonc étant choisi parmi les élastomères, les résines et les vernis, ladite rainure (8) munie de son revêtement définissant ladite gorge (18).
- Isolateur électrique rigide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit jonc (1) a une surface extérieure cylindrique.
- Isolateur électrique rigide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit jonc (31) a une surface extérieure en tronc de cône.
- Isolateur électrique rigide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit jonc (32) est creux.
- Isolateur électrique rigide selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la cavité interne dudit jonc (34) est remplie d'une mousse ou d'une résine isolante (33).
- Isolateur électrique rigide selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'extrémité (3) du jonc liée à ladite tête rigide présente au moins une cannelure.
- Isolateur électrique rigide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite tête rigide (7) est en un matériau choisi parmi les matériaux thermosplastiques, les matériaux thermodurcissables, les métaux, les céramiques, le verre, la porcelaine.
- Isolateur électrique rigide selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit matériau de ladite tête rigide (7) est chargé de charges minérales, ou de fibres isolantes ou semi-conductrices.
- Isolateur électrique rigide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le matériau du revêtement du jonc est choisi parmi les élastomères vulcanisables, thermoplastiques les vernis, les résines époxy, polyesters, chargées ou non.
- Isolateur électrique rigide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le matériau souple du revêtement de ladite tête rigide est choisi parmi les élastomères vulcanisables et thermoplastiques.
- Isolateur électrique rigide selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs joncs (61, 62) disposés parallèlement entre eux.
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