FR2673473A1 - Temoin de depassement d'effort sur une broche de raccordement d'une ligne electrique. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système de raccordement de lignes électriques du type comprenant au moins une broche de raccordement (10) associée à une structure support (30) et conçue pour être reliée à un tronçon de ligne, caractérisé par le fait qu'un témoin de dépassement d'effort (100, 150, 170) est intercalé entre la broche de raccordement (10) et la structure support (30).
Description
La présente invention concerne le domaine des lignes électriques moyenne et haute tension.
La présente invention concerne plus précisément les systèmes de raccordement des différents tronçons de ces lignes électriques.
On a représenté sur la figure I annexée, un élément de raccordement connu sur un interrupteur aérien.
Sur cette figure 1, on a référencé 10 la broche de raccordement sur laquelle est raccordée l'extrémité d'un tronçon de ligne. Cette broche de raccordement 10 est bien entendu en matériau électriquement conducteur.
Un élément de connexion 20, réalisé également en matériau électriquement conducteur, est raccordé à la broche 10 pour assurer la continuité électrique.
Cet élément de connexion 20 conduit à un interrupteur aérien.
Le cas échéant, l'élément de connexion 20 pourrait conduire à une autre broche, similaire à la broche 10, conçu pour recevoir l'extrémité d'un autre tronçon de la ligne.
Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la broche 10 et l'élément de connexion 20 sont fixés sur une platine 30 généralement horizontale. La platine 30 est fixée à la tête d'un parafoudre 40. Le parafoudre 40 est généralement vertical. I1 est fixé à sa base sur un chassis 50, généralement horizontal, lui-même conçu pour être fixé sur un support (non représenté sur la figure 1).
En général, il est ainsi prévu six parafoudres 40 supportant six broches de raccordement 10 respectives sur le chassis 50, au niveau de chaque support. Trois premières broches 10 sont raccordées à des tronçons respectifs des trois phases d'alimentation. Les trois premières broches sont raccordées respectivement aux trois autres broches par l'intermédiaire de trois éléments de connexion 20, le cas échéant via un interrupteur aérien.
La base des parafoudres 40 et le chassis 50 sont raccordés à la terre. Les parafoudres 40 sont destinés à limiter la durée et l'amplitude des surtensions appliquées sur les lignes, par exemple suite à la foudre, des phénomènes d'induction ou encore des surtensions de manoeuvre sur les lignes.
Les parafoudres 40 sont généralement formés d'un empilage de disques ou cylindres à base d'oxyde de zinc maintenus par une structure support centrale ou périphérique, en matériau électriquement isolant.
De nombreux systèmes de type représenté sur la figure 1 annexée ont été utilisés depuis de nombreuses années.
On sait que ces systèmes subissent des efforts importants lors du raccordement des cables sur les broches 10. Ces efforts peuvent conduire parfois à des ruptures des parafoudres 40. Les installations raccordées aux lignes, telles que les transformateurs, ne sont alors plus protégées en cas de surtensions temporaires.
Les tentatives actuelles pour résoudre le problème ainsi posé ont conduit jusqu'ici à renforcer les structures support des parafoudres 40 ou à prévoir des moyens connexes pour supporter les platines 30.
Ces tentatives ne donnent donc pas totalement satisfaction.
Elles entraînent généralement une augmentation sensible du coût des installations et/ou une élévation notable de leur poids.
La présente invention a pour but d'améliorer la situation.
A cet effet, la présente invention propose un système du type comprenant au moins une broche de raccordement associée à une structure support et conçue pour être reliée à un tronçon de ligne, caractérisé par le fait qu'un témoin de dépassement d'effort est intercalé entre la broche de raccordement et la structure support.
Ainsi la présente invention relève d'une démarche fondamentalement différente en l'état de la technique : elle ne cherche plus à renforcer les structures support de broches, au détriment du coût et/ou du poids de l'installation, mais elle vise à révéler les dépassements éventuels d'effort admis sur les structures support de broches, les parafoudres par exemple, pour attirer l'attention des installateurs sur la nécessité de contrôler l'état et/ou changer ces structures.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le témoin comprend un élément sécable en cas de dépassement d'un effort prédéterminé sur la broche, pour révéler ce dépassement, et un moyen de liaison apte à maintenir la broche liée à la structure support associée après rupture de l'élément sécable.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le témoin de dépassement d'effort présente une sensibilité différente selon différents axes.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le témoin de dépassement d'effort comprend une goupille cisaillable.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 précédemment décrite représente un système connu conforme à l'état de la technique, - la figure 2 représente un système similaire, équipé d'un témoin conforme à la présente invention, avant dépassement de l'effort admis, - la figure 3 représente le même système équipé du témoin conforme à la présente invention, après dépassement de l'effort admis, - la figure 4 représente une vue de détail du même système, selon une vue orthogonale à la ligne d'alimentation, - la figure 5 représente une autre vue de détail, de dessus, du même système, - la figure 6 représente une autre vue de détail du même système, selon une vue parallèle à la ligne d'alimentation, et - la figure 7 représente une vue agrandie en perspective d'une pièce trapézoldale composant le témoin de dépassement d'effort selon un mode de réalisation préférentiel de la présente invention.
On retrouve sur les figures 2 et 3, une broche 10, un élément de connexion 20, une platine 30, un parafoudre 40, et un chassis 50, similaires à ceux représentés sur la figure 1. Ces éléments ne seront donc pas décrits plus en détail par la suite.
On aperçoit par ailleurs sur les figures 2 et 3 annexées, un témoin de dépassement d'effort 100 conforme à la présente invention, intercalé entre un premier ensemble formé par la broche 10 et l'élément de connexion 20 d'une part, et la platine 30 d'autre part.
Comme indiqué précédemment, ce témoin 100 est destiné à révéler lorsque des efforts supérieurs à des seuils admis sont appliqués à la broche 10.
Selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures 2 à 7 annexées, le témoin 100 conforme à la présente invention comprend une pièce trapézoldale 110, une vis 150 et une goupille cisaillable 170.
Sur les figures 2, 3, 4 et 5 annexées, la direction générale de la ligne est référencée 60. Cette direction 60 est supposée être horizontale. Elle est parallèle aux figures 2, 3, 4 et 5. Par ailleurs, la platine 30 s'étend sensiblement parallèlement à cette direction 60.
La pièce 110 est formée d'une structure tubulaire. Elle comprend quatre toiles 120, 125, 130 et 135.
Les toiles 120, 125 sont planes et parallèles entre elles.
De même, les toiles 130 et 135 sont planes et parallèles entre elles. Les toiles 130 et 135 sont de plus orthogonales aux toiles 120 et 125 et raccordent celles-ci entre elles.
A l'utilisation, les toiles 120, 125 sont orthogonales à la direction 60. Elles sont donc verticales. Les toiles 130, 135 sont en revanche parallèles à la direction 60. Elles sont de préférence horizontales, bien qu'elles puissent être le cas échéant verticales.
La structure 110 est formée d'une pièce unique rigide. Elle est avantageusement métallique, très préférentiellement en aluminium.
La toile 120 est fixée sur la broche 10 et l'élément de connexion 20 à l'aide de tous moyens classiques appropriés. De préférence, comme cela est visible notamment sur la figure 5, la toile 120 est fixée sur la broche 10 et l'élément de connexion 20 à l'aide de deux vis 140, 141 qu viennent en prise avec la broche 10. On aperçoit sur la figure 7 deux alésages traversants 122, 123 ménagés dans la toile 120. Les vis 140, 141 sont parallèles entre elles et parallèles à la direction 60. Leurs têtes évasées reposent sur la surface interne 121 de la toile 120.
L'élément de connexion 20 est intercalé entre la broche 10 et la surface externe 124 de la toile 120. Ainsi l'élément de connexion 20, la broche 10 et la pièce 110 restent solidaires même en cas de rupture du témoin sécable prévu sur la toile opposée 125 ; témoin qui va maintenant être décrit.
Le témoin sécable prévu au niveau de la toile 125 comprend essentiellement la goupille cisaillable 170 et la vis 150.
Au montage la toile 125 est plaquée contre un voile 32 qui lui est parallèle, solidaire de la platine 30.
Le corps de la vis 150 est engagé dans un orifice central 126 ménagé dans la toile 125 et dans un orifice aligné ménagé dans le voile 32.
La vis 150 est muni, sensiblement à mi-longueur, d'un alésage transversal traversant qui reçoit la goupille cisaillable 170.
Ainsi cette goupille 170 émerge symétriquement de part et d'autre du corps de la vis 150.
La tête 152 de la vis 150 est placée à l'intérieur de la pièce tubulaire 110. Son extrémité filetée est ainsi disposée côté voilé 32 et émerge au-delà de celui-ci.
La vis 150 reçoit ainsi un écrou de serrage 180 placé sur la surface 33 du voile 32, qui est opposée à la toile 125. L'écrou 180 est de préférence autofreiné par une rondelle ou bague appropriée.
En revanche, la goupille 170 repose contre la surface interne 127 de la toile 125.
Ainsi après montage, la toile 125 et le voile 32 sont pincés entre la goupille 170 et l'écrou 180. La pièce 110, la broche 10 et l'élément de connexion 20 sont alors maintenus sur la platine 30.
Le couple de serrage de l'écrou 180 sur la vis 150 doit être contrôlé avec soin pour ne pas entraîner une déformation prématurée de la goupille 170 tout en assurant un maintien ferme de la pièce 100.
De préférence, la goupille 170 est orientée à 450 par rapport à la verticale soit à 450 des toiles 130 et 135.
Le cas échéant, un rivet 175 visible sur la figure 4 peut relier la toile 125 et le voile 32 pour contrôler le positionnement de la pièce 110 de sorte que les toiles 130, 135 soient horizontales.
Par ailleurs, selon une caractéristique importante de la présente invention, les deux toiles 130, 135 sont identiques et de forme trapézoldale, plus précisément en forme de trapèze isocèle.
La grande base des toiles trapézoîdales 130, 135 est reliée à la toile 120, c'est-à-dire côté broche 10.
La petite base des toiles trapézoldales 130, 135 est reliée en revanche à la toile 125, soit côté platine 30.
Ainsi de préférence, la toile 125 est rectangulaire. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, le rapport de la longueur Lt de la toile 125 sur sa largeur L2 est comprise entre 1,5 et 2, très préférentiellement de l'ordre de 1,7.
Grâce aux dispositions qui viennent d'être décrites, le témoin conforme à la présente invention présente des sensibilités différentes selon trois axes orthogonaux: 1) un axe dit principal parallèle à la direction 60, 2) un axe dit vertical référencé 62 sur la figure 2, qui est orthogonal à la direction 60, et 3) un axe dit transversal référencé 64 sur la figure 5, qui est orthogonal aux axes 60 et 62 et perpendiculaire aux axes 60 et 62.
La sensibilité selon l'axe principal 60 est égale au seuil de cisaillement transversal de la goupille 170, seuil que l'on appellera F60 par la suite.
La sensibilité F62 selon l'axe vertical 62 est approximée par la relation
F62 = F60 . tg Cl relation dans laquelle a représente l'angle vertical entre une première droite 620 (voir figure 7) conduisant du point 622 d'application de la force sur la broche 10 à l'arête horizontale 624 par laquelle la pièce 110 repose sur le voile 32 et une seconde droite 626 conduisant du même point 622 d'application de la force sur la broche 10 au bord 127 de l'alésage 126 s'appuyant sur la goupille 170.
F62 = F60 . tg Cl relation dans laquelle a représente l'angle vertical entre une première droite 620 (voir figure 7) conduisant du point 622 d'application de la force sur la broche 10 à l'arête horizontale 624 par laquelle la pièce 110 repose sur le voile 32 et une seconde droite 626 conduisant du même point 622 d'application de la force sur la broche 10 au bord 127 de l'alésage 126 s'appuyant sur la goupille 170.
La sensibilité F64 selon l'axe transversal 64 est approximée par une relation similaire
F64 = F60 tg ss relation dans laquelle ss représente l'angle horizontal entre une droite 640 conduisant du point 622 d'application de la force sur la broche 10 à l'arête verticale 644 par laquelle la pièce 110 repose sur le voile 32 et une seconde droite 646 conduisant du même point 622 d'application de la force sur la broche 10 au bord 128 de l'alésage 126 s'appuyant sur la goupille 170.
F64 = F60 tg ss relation dans laquelle ss représente l'angle horizontal entre une droite 640 conduisant du point 622 d'application de la force sur la broche 10 à l'arête verticale 644 par laquelle la pièce 110 repose sur le voile 32 et une seconde droite 646 conduisant du même point 622 d'application de la force sur la broche 10 au bord 128 de l'alésage 126 s'appuyant sur la goupille 170.
L'angle /t a une valeur différente de l'angle g du fait de la forme rectangulaire de la toile 125.
Cette disposition permet en adoptant la géométrie de la toile 125 de définir les sensibilités F60, F62 et F64 requises selon les trois axes 60, 62 et 64.
En première approximation, le rapport entre les sensibilités
F62 et F64, respectivement verticale et transversale, est définie par le rapport tg a/tg ss
Dans la mesure où la toile 125 est allongée verticalement (soit L1 > L2), l'effort vertical F62 nécessaire pour rompre la goupille 170 est supérieur à l'effort F64 nécessaire pour rompre celle-ci.
F62 et F64, respectivement verticale et transversale, est définie par le rapport tg a/tg ss
Dans la mesure où la toile 125 est allongée verticalement (soit L1 > L2), l'effort vertical F62 nécessaire pour rompre la goupille 170 est supérieur à l'effort F64 nécessaire pour rompre celle-ci.
La pièce 110 peut bien entendu faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Le mode de réalisation représenté sur les figures annexées s'avère très avantageux dans la mesure où il permet de réaliser cette pièce 110 par simple découpe dans un profilé tubulaire de section constante.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le diamètre de la tête 152 de la vis 150 est supérieur au diamètre de l'orifice 126. Ainsi, la tête 152 sert de butée à la pièce 110, après déformation et rupture de la goupille 170, pour maintenir la broche 10 et la lame 20 liées à la platine support 30, comme représenté sur la figure 3.
Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, la goupille 170 est une goupille métallique, très préférentiellement en aluminium.
Selon un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple non limitatif, la goupille 170 est une goupille en aluminium d'une longueur de 20mm et d'un diamètre de 2,25mm.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit.
Le cas échéant, une bague référencée 190 sur la figure 5 peut être intercalée entre la goupille 170 et la surface interne 127 de la toile 125. Cette bague 190 est réalisée en un matériau plus dur que la pièce 110 par exemple en acier inoxydable. Cette bague 190 permet de limiter les dispersions de sensibilité à la déformation. Par ailleurs, la bague permet de ménager un orifice 126 de diamètre nettement plus grand que le diamètre de la vis 150 et permet donc un pivotement aisé entre la pièce 110 et la platine 30 après déformation de la goupille, tout en garantissant une sollicitation de la goupille à une distance assez proche de l'axe de l'orifice 126.
Claims (19)
1. Système de raccordement de lignes électriques du type comprenant au moins une broche de raccordement (10) associée à une structure support (30) et conçue pour être reliée à un tronçon de ligne, caractérisé par le fait qu'un témoin de dépassement d'effort (100, 150, 170) est intercalé entre la broche de raccordement (10) et la structure support (30).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le témoin comprend un élément (170) sécable en cas de dépassement d'un effort prédéterminé sur la broche (10), pour révéler ce dépassement, et un moyen de liaison (150, 152) apte à maintenir la broche (10) liée à la structure support associée (30) après rupture de l'élément sécable (170).
3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le témoin de dépassement d'effort (100, 150, 170) présente une sensibilité différente selon différents axes.
4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le témoin de dépassement d'effort comprend une goupille cisaîllable (170).
5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le témoin de dépassement d'effort comprend une pièce tubulaire rigide (100), une vis (150) et une goupille cisaillable (170).
6. Système selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la goupille cisaillable (170) est engagée dans un alésage transversal ménagé dans la vis (150), la pièce tubulaire rigide (100) est fixée au travers d'une première toile (120) sur la broche (10), la vis (150) est engagée dans un orifice (126) ménagé dans une seconde toile opposée (125), un écrou (180) étant en prise avec la vis (150) de sorte que la goupille (170) et l'écrou (180) soient placés respectivement de part et d'autre de ladite seconde toile (125) et un voile (32) solidaire de la structure support (30).
7. Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la pièce tubulaire (100) comprend deux toiles additionnelles (130, 135) parallèles entre elles, en forme de trapèze isocèle, qui relient entre elles ladite première toile (120) et la seconde toile (125).
8. Système selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que la pièce tubulaire (100) est en aluminium.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la pièce tubulaire (100) est formée par découpe dans un profilé de section constante.
10. Système selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé par le fait que la goupille cisaillable (170) est en aluminium.
11. Système selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé par le fait que la tête (152) de la vis (150) sert de butée à la pièce tubulaire (100) pour maintenir la broche (10) liée à la structure support (30) après rupture de la goupille (170).
12. Système selon les revendications 6 et Il prises en combinaison, caractérisé par le fait que le diamètre de la tête (152) de la vis (150) est supérieur au diamètre de l'orifice (126) recevant celle-ci, ménagé dans ladite seconde toile (125).
13. Système selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé par le fait que la goupille cisaillable (170) est orientée à 450 de la verticale.
14. Système selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisé par le fait que la pièce tubulaire (100) est maintenue sur la structure support (32) par un rivet (175).
15. Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite seconde toile (125) est rectangulaire et allongée verticalement.
16. Système selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le rapport de la longueur (L1) de la toile (125) sur sa largeur (L2) est compris entre 1,5 et 2, très préférentiellement de l'ordre de 1,7.
17. Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la goupille (170) émerge symétriquement de part et d'autre de la vis (150).
18. Système selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait qu'un élément de connexion de raccordement (20) est relié à la broche (10).
19. Système selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que la structure support comprend une platine (30) fixée sur la tête d'un parafoudre (40) dont la base est elle-même fixée sur un chassis support (50).
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| US11193522B2 (en) | 2016-11-30 | 2021-12-07 | 3M Innovative Properties Company | Shear bolt |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3599528A (en) * | 1969-08-21 | 1971-08-17 | Allied Chem | Pressure relief bolt |
| US3684222A (en) * | 1971-05-11 | 1972-08-15 | Malcolm Bethea Jr | Load determination hanger for transmission line tower |
| GB2233302A (en) * | 1989-06-26 | 1991-01-09 | Preformed Line Products Co | Tension release device |
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1991
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