FR2641423A1 - SURGE PROTECTION DEVICE FOR THE PROTECTION OF ELECTRICAL LINES - Google Patents

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Abstract

At least one slot (5a) is cut out from the rigid tube (5) which encloses the varistor (1), so that the synthetic resin intended for the formation of the envelope (7) and which is moulded directly over the said element penetrates the tube, ensuring effective coating.

Description

264 1 423264 1,423

La présente invention a trait aux dispositifs parafoudres destinés à La protection des lignes électriques, tout particulièrement des lignes  The present invention relates to lightning arresters intended for the protection of power lines, especially lines

aériennes a moyenne tension.medium voltage aerials.

En fait, l'invention se réfère spécialement aux parafoudres dans Lesquels l'élément d'isolation disposé entre Les deux capsules termina- les de connexion est constitué par un empiLage de varistances à base d'oxyde de zinc (ZnO) maintenues sous pression axiale. On sait qu'en fonctionnement normaL, un tel empilage présente des caractéristiques  In fact, the invention particularly refers to surge arresters in which the insulation element arranged between the two terminal connection capsules is constituted by a stack of varistors based on zinc oxide (ZnO) maintained under axial pressure. . We know that in normal operation, such a stack has characteristics

d'isolation qui s'opposent à tout passage de courant entre les deux caD-  insulation which oppose any current flow between the two caD-

suIes de connexion, aLors que sous L'effet d'une brusque élévation de la tension nominale due à la chute de la foudre sur la Ligne protégée, il devient momentanément conducteur en assurant La mise à la terre de  connection suIs, when under the effect of a sudden rise in the nominal voltage due to the lightning strike on the protected Line, it becomes momentarily conductive ensuring the earthing of

ladite Ligne.said Line.

Si les dispositifs de ce genre connus en pratique donnent satisfac-  If devices of this kind known in practice give satisfactory

tion en général, il convient toutefois d'observer que Leur utilisation  However, it should be noted that their use

dans des milieux extérieurs exposés à des pollutions marines ou indus-  in outdoor environments exposed to marine or industrial pollution

trielles peut provoquer un vieillissement anormal des varistances. En outre, les constructions usuelles avec enveloooe en porcelaine résistent assez mal aux manipulations inhérentes à la pose des parafoudres sur Les lignes electrioues, manipulations qui impartissent à l'élément isolant disoosé entre les capsules de connexion des contraintes mécaniques assez sévères.  trielles can cause abnormal aging of varistors. In addition, the usual constructions with porcelain enveloooe resist quite poorly the manipulations inherent in the installation of surge arresters on the electrioues lines, manipulations which impart to the insulating element disoosed between the capsules of connection of the rather severe mechanical stresses.

C'est à ces inconvénients qu'entend princioalement remédier la pré-  It is for these drawbacks that the pre-

sente invention, laquelle a pour objet un dispositif parafoudre essen-  invention, which relates to an essential lightning arrester device

tiellement remarquable en ce que l'élément d'isolation est monté à l'in-  particularly remarkable in that the insulating element is mounted internally

térieur d'un tube en matière isolante sur leauel est directement moulée une couche de résine synthétique propre à former une enveloppe étanche  inside a tube of insulating material on the water is directly molded a layer of synthetic resin capable of forming a tight envelope

de contention.of compression.

Conformément a un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le tube rigide, avantageusement réalisé en stratifié de verre afin de présenter une tres grande rigidité jointe à une résistance mécanique tres elevee, est découoé d'au moins une lumière longitudinale de façon à ce Que lors du moulage, la résine synthétique pénètre à L'intérieur dudit tube et enrobe L'emoiLage de varistances qui constitue avec les  In accordance with a preferred embodiment of the invention, the rigid tube, advantageously made of glass laminate in order to have a very high rigidity joined to a very high mechanical resistance, is cut off with at least one longitudinal light so that during molding, the synthetic resin penetrates inside said tube and coats the emoiLage of varistors which constitutes with the

capsules de connexion l'éLément d'isolation. En vue de renforcer L'étan-  connection capsules the insulating element. To strengthen Etan-

chéeité de l'ensemble, les extrémités de L'enveLoope extérieure en résine moulée sont profilées pour présenter une Lèvre à profil circulaire qui est orientée axialement vers L'extérieur afin de venir s'engager dans un logement annulaire correspondant ménagé dans chacun de deux organes  the whole, the ends of the outer molded resin envelope are profiled to present a lip with a circular profile which is oriented axially towards the outside in order to engage in a corresponding annular housing formed in each of two members

26 4 142326 4 1423

métaLLiques formant contacts pour le montage du dispositif parafoudre.  metallics forming contacts for mounting the arrester device.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comorendre L'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elLe est susceptible de procurer: Fig. 1 est une coupe axiale montrant, préalablement à L'opéra- tion de surmoulage destinée à La réaLisation de l'enveLoppe extérieure, Le noyau interne formé par L'empiLage de varistances, Les deux capsules  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 an axial section showing, prior to the overmolding operation intended for the production of the external envelope, the internal core formed by the stacking of varistors, the two capsules

de connexion et Le tube rigide de protection.  connection and The rigid protection tube.

Fig. 2 reproduit fig. 1 après réaLisation de l'enveloppe ex-  Fig. 2 reproduced fig. 1 after making the envelope ex-

térieure.later.

Fig. 3 et 4 sont des coupes transversales suivant les plans  Fig. 3 and 4 are cross sections along the planes

respectivement indiqués en III-III (fig. 1) et IV-IV (fig. 2).  respectively indicated in III-III (fig. 1) and IV-IV (fig. 2).

Fig. 5 montre en coupe axiale l'extrémité supérieure du dispo-  Fig. 5 shows in axial section the upper end of the arrangement

sitif parafoudre finalement réalisé.  sitive lightning arrester finally realized.

Fig. 6 est une vue en élévation illustrant une variante de ré-  Fig. 6 is an elevational view illustrating a variant of

alisation du tube riqcde.alization of the riqcde tube.

En fig. 1, la référence 1 désigne chacune des varistances à base  In fig. 1, reference 1 designates each of the base varistors

d'oxyde de zinc dont l'empilage constitue l'éLément d'isolation du dis-  zinc oxide, the stacking of which constitutes the insulation element of the

positif parafoudre à réaliser. Cet empilage prend appui contre une capsule de connexion 2 et reçoit l'action d'un ressort 3 associé à une autre caosule de connexion 4. L'ensemble 1-2-3-4 ainsi formé est logé à jeu réduit à l'intérieur d'un tube 5 en stratifié de verre, fermement rendu solidaire des deux capsules terminales 2 et 4 par le moyen de  positive arrester to achieve. This stack is supported against a connection capsule 2 and receives the action of a spring 3 associated with another connection caosule 4. The assembly 1-2-3-4 thus formed is housed with reduced play inside. of a tube 5 made of glass laminate, firmly made integral with the two terminal capsules 2 and 4 by means of

gouoiLLes transversales 6.transverse dowel 6.

IL convient d'observer que le tube 5 est découoé de lumières longi-  It should be noted that the tube 5 is stripped of long lights

tudinales 5a (cf. fig. 3), au nombre de trois dans l'exemple de réalisa-  tudinal 5a (cf. fig. 3), three in number in the example of realization

tion envisagé. Chacune de ces lumières 5a s'arrête à courte distance des  tion envisaged. Each of these lights 5a stops at a short distance from the

goupilles de fixation 6.fixing pins 6.

L'ensemble ou noyau représenté en fig. 1 est ensuite disposé à l'intérieur d'un moule d'injection, conformé de façon telle que la résine synthétique injectée forme une enveloppe 7 (fig. 2) qui enrobe ledit ensemble en déterminant des ailettes extérieures 7a en saillie. On  The assembly or core shown in fig. 1 is then placed inside an injection mold, shaped so that the injected synthetic resin forms an envelope 7 (FIG. 2) which coats said assembly by determining projecting external fins 7a. We

notera que la résine injectée, avantageusement constituée par un éLas-  note that the resin injected, advantageously constituted by an elas-

tomère à base de silicone, pénètre à l'intérieur du tube 5 à travers les lumières 5a de celui-ci, si bien qu'on obtient un remplissage total, sans aucune bulle d'air, de l'interstice annulaire compris entre les  silicone-based tomer, penetrates inside the tube 5 through the apertures 5a thereof, so that a total filling, without any air bubble, is obtained of the annular gap between the

varistances 1 et le tube 5, à la manière illustrée en fig. 4.  varistors 1 and the tube 5, as illustrated in fig. 4.

A chacune de ses extrémités, l'enveloppe 7 s'ouvre vers l'extérieur en définissant une Lèvre axiale 7b à profil circulaire. Chacune de ces  At each of its ends, the envelope 7 opens outwards by defining an axial lip 7b with a circular profile. Each of these

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levres 7b est en fait destinée à venir s'engager à force à l'intérieur d'un logement annulaire 8a (fig. 5) prévu à cet effet dans un organe métallique propre à former contact extérieur de branchement, constitué  lips 7b is in fact intended to come forcibly engage inside an annular housing 8a (fig. 5) provided for this purpose in a metallic member capable of forming an external connection contact, constituted

par une coupelle terminale 8 rapportée au niveau de chacune des extré-  by a terminal cup 8 attached to each of the ends

mités de l'enveloppe 7, La fixation de ces coupelles étant opérée à  mites of the envelope 7, The fixing of these cups being operated at

l'aide de goujons filetés 9 vissés dans des taraudages 4a, respective-  using threaded studs 9 screwed into threads 4a, respectively-

ment 2a, des capsules 4 et 2.ment 2a, capsules 4 and 2.

On comprend qu'on obtient finalement un dispositif parfaitement étanche, dont l'élément d'isolation se trouve totalement à l'abri des  We understand that we finally obtain a perfectly sealed device, the insulating element of which is completely protected from

pollutions extérieures. La résistance mécanique de l'ensemble est remar-  external pollution. The mechanical resistance of the assembly is remarkable.

quable par suite de la présence du tube 5 en stratifié de verre.  due to the presence of tube 5 in glass laminate.

On observera que les lumières 5a jouent un rôle efficace à l'encon-  It will be observed that the lights 5a play an effective role against

tre des risques d'explosion du dispositif parafoudre. On sait effecti-  risk of explosion of the arrester device. We know indeed

vement que lorsqu'à la suite de contraintes trop éLevées et de l'effet  vement that when following too high constraints and the effect

de vieillissement ainsi réalisé, les varistances perdent leurs caracté-  as a result of aging, the varistors lose their characteristics

ristiques normales, il y a formation d'un arc le long de l'empilage avec un fort dégagement de chaleur et de gaz, les gaz ainsi engendrés étant susceptibles de provoquer l'explosion brutale du corps des parafoudres  normal aristics, there is an arc formation along the stack with a strong release of heat and gas, the gases thus generated being capable of causing the sudden explosion of the body of the surge arresters

classiques, avec des risques de blessures au personnel environnant.  conventional, with risk of injury to surrounding personnel.

Dans le cas du dispositif suivant l'invention, l'apparition d'un arc le long de l'emoilage de varistances 1 provoque la carbonisation et/ou La fusion de la résine qui emplit les lumières 5a, si bien que sous l'effet de la pression des gaz engendrés, l'enveloppe 7 se déchire le long des génératrices correspondant aux lumières précitees. Une 255 telle éaecnirure permet l'échappement des gaz dans l'atmosphère, sans  In the case of the device according to the invention, the appearance of an arc along the interlocking of varistors 1 causes carbonization and / or fusion of the resin which fills the openings 5a, so that under the effect of the pressure of the gases generated, the envelope 7 tears along the generators corresponding to the aforementioned lights. Such a 255 allows the escape of gases into the atmosphere, without

explosion brutale.brutal explosion.

Fig. 6 illustre une variante de mise en oeuvre de l'invention, suivant laquelle le tube rigide, ici référencé 15, est découpé d'une  Fig. 6 illustrates an alternative embodiment of the invention, according to which the rigid tube, here referenced 15, is cut from a

lumière 15a à profil helicoidal qui remplace ainsi les lumières Longitu-  light 15a with helical profile which thus replaces the Longitu-

dinales 5a et qui confèrent audit tube 15 une déformabilité élastique dans le sens axial telle qu'en lui conférant une longueur calculée pour que le montage des varistances 1 et des capsules 2 et 4 implique un effet de traction au niveau du tube 15, on peut se dispenser du ressort 3 destiné à opérer la compression initiale de l'empilage de varistances  dinales 5a and which give said tube 15 an elastic deformability in the axial direction such that by giving it a length calculated so that the mounting of the varistors 1 and of the capsules 2 and 4 implies a pulling effect on the tube 15, it is possible to dispense with the spring 3 intended to operate the initial compression of the stack of varistors

1.1.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a  It should also be understood that the above description has not

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domai-  given as an example and does not limit the area

ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails  ne of the invention which we would not leave by replacing the details

d'exécution décrits par tous autres équivalents.  of execution described by all other equivalents.

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Claims (6)

REVENDICATIONS R E V E N D I C. A T I 0 N SCLAIMS R E V E N D I C. A T I 0 N S 1. Dispositif parafoudre pour la protection des Lignes électriques, du genre dans lequel L'éLément d'isolation est constitué par un empilage de varistances à base d'oxyde de zinc maintenu sous pression axiale entre deux capsules terminales de connexion (2 et 4), caractérisé en ce que l'empilage de varistances (1) et les capsules (2, 4) sont montés à  1. Lightning protection device for the protection of electric lines, of the kind in which the insulating element consists of a stack of varistors based on zinc oxide maintained under axial pressure between two terminal connection capsules (2 and 4) , characterized in that the stack of varistors (1) and the capsules (2, 4) are mounted at l'intérieur d'un tube en matière isolante (5, 15) sur lequel est direc-  the interior of a tube of insulating material (5, 15) on which is directed tement moulée une couche de résine synthétique propre à former une enve-  a layer of synthetic resin suitable for forming an envelope loppe étanche de contention (7).watertight containment pad (7). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube rigide (5, 15) est découpé d'au moins une lumière (5a, 15a) qui permet à la résine synthétique de pénétrer à l'intérieur dudit tube et  2. Device according to claim 1, characterized in that the rigid tube (5, 15) is cut from at least one lumen (5a, 15a) which allows the synthetic resin to penetrate inside said tube and de remolir les interstices existant entre ce tube et l'empilage de va-  to remolve the interstices existing between this tube and the stack of va- ristances (1).resistances (1). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que  3. Device according to claim 2, characterized in that chaque lumière (5a) est orientée longitudinalement.  each light (5a) is oriented longitudinally. 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque lumière (15a) présente un profil helicoidal afin que ce soit le tube (15) qui par déformabilité élastique assure la pression axiale  4. Device according to claim 2, characterized in that each lumen (15a) has a helical profile so that it is the tube (15) which by elastic deformability ensures the axial pressure exercée sur l'empilage de varistances (1).  exerted on the stack of varistors (1). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4,  5. Device according to any one of claims 1 to 4, caractérisé en ce que les extrémités du tube (5, 15) sont rendues soli-  characterized in that the ends of the tube (5, 15) are made solid daires des capsules terminales (2, 4) à l'aide de goupilles transver-  of the terminal capsules (2, 4) using transverse pins sales (6).dirty (6). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5,  6. Device according to any one of claims 1 to 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (7) comporte à chacune de ses extrémi-  characterized in that the casing (7) has at each of its ends tés une lèvre circulaire (7b) tournée axialement vers l'extérieur pour venir s'engager à force dans un logement annulaire (8a) ménage dans une coupelle terminaLe (8) fixée à la capsule correspondante (2 ou 3) par un  tees a circular lip (7b) turned axially outwards to forcefully engage in an annular housing (8a) housed in a terminal cup (8) fixed to the corresponding capsule (2 or 3) by a goujon fileté axial (9).axial threaded stud (9).
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