FR2600833A3

FR2600833A3 - Safety spark gap for the protection of overhead electricity lines

Info

Publication number: FR2600833A3
Application number: FR8609571A
Authority: FR
Inventors: Jean-Pierre Cinquin
Original assignee: Ferraz SA
Current assignee: Ferraz SA
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1987-12-31
Also published as: FR2600833B3

Abstract

Two electrodes 4, 9 are housed in an insulating body 1 closed by a cover 5 capable of being lifted off for evacuation of the arc extinguishing gases, in opposition to the spring 7. Between the electrodes and the body 1 is interposed an insulating screen 12 able to gather the vaporised metal depositions from the electrode 9 of the arc extinguishing type.

Description

La présente invention a trait aux eclateurs de sécurité destinés à être associés aux lignes électriques aériennes en vue d'assurer la protection de celles-ci et des installations qu'elles alimentent, à l'encontre des surtensions brusques du genre de celles causées par la foudre. The present invention relates to safety spark gaps intended to be associated with overhead power lines in order to ensure the protection of these and of the installations which they supply, against sudden overvoltages of the kind of those caused by the lightning.

L'invention a plus spécialement pour but de permettre la réalisation d'un éclateur qui soit de construction simple et robuste tout en se révélant d'un fonctionnement plus sûr que celui des dispositifs à cornes généralement utilisés à cet effet. The invention more specifically aims to allow the production of a spark gap which is simple and robust construction while proving to be safer to operate than that of the horn devices generally used for this purpose.

L'éclateur suivant l'invention comprend un corps en matière isolante, de forme substantiellement cylindrique ouverte à l'une des extrémités, à l'intérieur duquel sont axialement disposées, face à face à un écartement approprié, une électrode métallique et une électrode pourvue d'une pastille frontale en une matière d'extinction d'arc. L'une de ces électrodes est directement fixée au fond du corps isolant, tandis que l'autre est montée sur un support rapporté dans ce corps au voisinage de son extrémité opposée ouverte. The spark gap according to the invention comprises a body of insulating material, of substantially cylindrical shape open at one of the ends, inside which are axially disposed, face to face at a suitable spacing, a metal electrode and an electrode provided of a front pad of an arc extinguishing material. One of these electrodes is directly fixed to the bottom of the insulating body, while the other is mounted on a support attached in this body in the vicinity of its opposite open end.

Autour de ces deux électrodes est placé un écran cylindrique qui est rendu solidaire du fond du corps isolant et dont le bord libre est situé à une distance du support d'électrode telle que toute formation d'arc est évitée, même lorsque la paroi intérieure de cet écran est devenue conductrice par suite des dépôts métalliques engendrés par l'extinction des arcs intervenus entre les deux électrodes. Around these two electrodes is placed a cylindrical screen which is made integral with the bottom of the insulating body and whose free edge is located at a distance from the electrode support such that any arc formation is avoided, even when the inner wall of this screen has become conductive as a result of metallic deposits generated by the extinction of the arcs occurring between the two electrodes.

Le corps isolant est fermé par un couvercle associé à des moyens élastiques qui assurent sa retenue en place tout en lui permettant de se soulever pour l'évacuation des gaz engendrés lors de chaque fonctionnement de ltéclateur. Le couvercle et le fond fermé du corps isolant sont traversés axialement par les tiges qui supportent les deux électrodes et qui forment en outre bornes pour le branchement de celles-ci sur la ligne à protéger et sur la terre. The insulating body is closed by a cover associated with elastic means which hold it in place while allowing it to rise for the evacuation of the gases generated during each operation of the spark gap. The cover and the closed bottom of the insulating body are crossed axially by the rods which support the two electrodes and which also form terminals for the connection of the latter to the line to be protected and to the earth.

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 coupe axiale schematique montrant l'agencement général d'un éclateur suivant l'invention.The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing.
Fig. 1 is a schematic axial section showing the general arrangement of a spark gap according to the invention.

Fig. 2 en est une coupe transversale suivant le plan indiqué en II-II en fig. 1. Fig. 2 is a cross section along the plane indicated in II-II in FIG. 1.

L'éclateur représenté comprend en premier lieu un corps 1 en matière isolante (porcelaine, verre, matière synthétique, etc...), établi à un profil supposé circulaire et fermé à l'une de ses extrémités par un fond transversal la. Au voisinage de son extrémité ouverte, ce corps 1 est rendu solidaire d'un support 2, en forme de croisillon dans l'exemple de réalisation envisagé ; la partie centrale de ce support 2 est traversée par une tige métallique 3 qui s'entend axialement dans le corps 1 pour porter en bout une électrode 4 en cuivre. The spark gap shown comprises in the first place a body 1 made of insulating material (porcelain, glass, synthetic material, etc.), established with a profile assumed to be circular and closed at one of its ends by a transverse bottom 1a. In the vicinity of its open end, this body 1 is made integral with a support 2, in the form of a cross in the embodiment envisaged; the central part of this support 2 is crossed by a metal rod 3 which is heard axially in the body 1 to carry at the end an electrode 4 made of copper.

On observera qu'au support 2 est associé une bague ou autre mecanisme 2a qui permet le réglage de la position axiale de l'électrode 4 moyennant coulissement de la tige 3. It will be observed that the support 2 is associated with a ring or other mechanism 2a which allows the adjustment of the axial position of the electrode 4 by sliding the rod 3.

Contre le bord ouvert du corps isolant 1 est appliqué un couvercle 5 qui est traversé par la tige porte-éIectrode 3, laquelle est équipée d'un plateau de butée 6 formant appui pour un ressort 7 enroule autour de ladite tige 3 afin de venir porter contre la face supérieure du couvercle 5. Celui-ci est ainsi libre de se soulever momentanément à la manière illustrée en 5', en cas de surpression gazeuse à l'intérieur du corps 1. Against the open edge of the insulating body 1 is applied a cover 5 which is crossed by the electrode-carrying rod 3, which is equipped with an abutment plate 6 forming a support for a spring 7 wound around said rod 3 in order to come to bear against the upper face of the cover 5. The latter is thus free to lift momentarily in the manner illustrated in 5 ′, in the event of gas overpressure inside the body 1.

Le fond la de ce corps 1 est équipé d'une deuxième électrode 9, qui fait ainsi face a l'electrode 4. Cette électrode 9 est réalisée conformément à la demande de brevet français déposée le 26 Juin 1986 au nom de la présente Demanderesse, et l'on notera qu'elle comprend une douille isolante 9a portée par un plot métallique 9b lui-meme solidaire d'une pastille 9c obtenue par compression et chauffage d'une masse renfermant des éléments métalliques et des éléments non métalliques, combines de façon à dégager des gaz électro-négatifs en cas de décharge électrique violente, de façon a assurer l'extinction de l'arc produit par ladite décharge. Le plot 9b de l'électrode 9 est solidaire d'une tige métallique axiale 10 qui est rendue solidaire du fond la du corps 1 afin d'assurer la fixation en place de ladite électrode. The bottom of this body 1 is equipped with a second electrode 9, which thus faces the electrode 4. This electrode 9 is produced in accordance with the French patent application filed on June 26, 1986 in the name of the present Applicant, and it will be noted that it comprises an insulating sleeve 9a carried by a metal stud 9b itself secured to a pellet 9c obtained by compression and heating of a mass containing metallic elements and non-metallic elements, combined so to release electro-negative gases in the event of a violent electrical discharge, so as to ensure the extinction of the arc produced by said discharge. The pad 9b of the electrode 9 is secured to an axial metal rod 10 which is made integral with the bottom 1a of the body 1 in order to secure the said electrode in place.

Le branchement de l'éclateur sur la ligne à protéger est opéré à l'aide de conducteurs ou tresses 8 et 11 qui sont raccordés respectivement aux tiges métalliques 3 et 10 qui portent les deux électrodes. On supposera que le conducteur 8 est raccordé à la ligne à protéger, tandis que le conducteur 11 est relié à la terre. The spark gap is connected to the line to be protected using conductors or braids 8 and 11 which are connected respectively to the metal rods 3 and 10 which carry the two electrodes. It will be assumed that the conductor 8 is connected to the line to be protected, while the conductor 11 is connected to the earth.

Le fonctionnement de l'éclateur suivant l'invention est similaire à celui des appareillages classiques, en ce sens que dans le cas où une très forte surtension se produit, par exemple sous l'effet de la chute de la foudre sur la ligne protégée, l'arc qui apparatt entre les électrodes 4 ét 9 permet la mise à la terre, cette mise à la terre étant très courte par suite de l'extinction pratiquement instantanée dudit arc sous l'effet des gaz engendrés par l'électrode 9. The operation of the spark gap according to the invention is similar to that of conventional apparatuses, in the sense that in the case where a very strong overvoltage occurs, for example under the effect of the fall of lightning on the protected line, the arc which appears between the electrodes 4 and 9 allows earthing, this earthing being very short as a result of the practically instantaneous extinction of said arc under the effect of the gases generated by the electrode 9.

Les dépôts métalliques vaporisés par cette décharge viennent s'appliquer contre la paroi interne d'un écran isolant 12 fixé au fond fermé la et séparé du support ou croisillon 2 par un espace libre suffisant ; aucun risque de nouvel arc ne peut survenir en dépit de la conductibilité de ladite paroi interne. On observera par ailleurs que les gaz produits par la décharge s'échappent directement dans l'atmosphère moyennant soulèvement du couvercle 5 à l'encontre du ressort 7 qui assure son rappel en position fermée. Ce couvercle 5 évite en conséquence toute introduction de corps étrangers (plumes d'oiseaux, débris de plantes, feuilles mortes, etc...) susceptibles de perturber le fonctionnement des éclateurs classiques à cornes. The metal deposits vaporized by this discharge are applied against the internal wall of an insulating screen 12 fixed to the closed bottom 1a and separated from the support or cross 2 by a sufficient free space; no risk of a new arc can arise despite the conductivity of said internal wall. It will also be observed that the gases produced by the discharge escape directly into the atmosphere by lifting the cover 5 against the spring 7 which ensures its return to the closed position. This cover 5 consequently avoids any introduction of foreign bodies (bird feathers, plant debris, dead leaves, etc.) liable to disturb the operation of conventional horn spark gaps.

I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qutà titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. It should moreover be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the execution details described by all other equivalents.

Claims

1. Safety spark gap for the protection of overhead power lines, of the type comprising two electrodes placed at an appropriate distance from each other and connected to each other. line to be protected, the other to earth, characterized in that the electrodes (4 and 9) are arranged axially inside an insulating body (1) provided with a closed bottom (la), the end opposite this bottom, provided open, receiving a cover (5) associated with elastic support means (7) which allow it to be lifted momentarily for the escape of the gases generated inside said body during the operation of the spark gap .

2. A spark gap according to claim 1, characterized in that the two electrodes (4, 9) are carried by metal rods (3, 10) which pass through the closed bottom (la) of the insulating body (1), respectively the cover. (5), in order to receive the conductors (8, 11) which ensure the connection of the spark gap.

3. spark gap according to claim 2, characterized in that the rod (3) which passes through the cover (5) is mounted on a support (2) integral with the insulating body (1), and is associated with a ring (2a) arranged to allow adjustment of the axial position of the electrode (4) relative to the opposite electrode (9).

4. A spark gap according to any one of claims 1 to 3, characterized in that one (9) of the two electrodes comprises a front pad (9c) made of an arc extinguishing material, while the other ( 4) is made entirely of metal.

5. spark gap according to claims 3 and 4 envisaged in combination, characterized in that the closed bottom (la) of the insulating body (1) carries an annular insulating screen (12) which surrounds the two electrodes (4, 9) in order to collect on its internal wall the metallic deposits vaporized during the operation of the spark gap and whose free edge is at an axial distance (d) from the support (2) sufficient to avoid any arcing.