WO1997039462A1 - Parafoudre perfectionne a base de varistances - Google Patents

Parafoudre perfectionne a base de varistances Download PDF

Info

Publication number
WO1997039462A1
WO1997039462A1 PCT/FR1997/000637 FR9700637W WO9739462A1 WO 1997039462 A1 WO1997039462 A1 WO 1997039462A1 FR 9700637 W FR9700637 W FR 9700637W WO 9739462 A1 WO9739462 A1 WO 9739462A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
varistors
stack
envelope
injection
fibers
Prior art date
Application number
PCT/FR1997/000637
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Michel Donnola
Original Assignee
Soule Materiel Electrique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Soule Materiel Electrique filed Critical Soule Materiel Electrique
Priority to EP97918198A priority Critical patent/EP0958584B1/fr
Priority to AT97918198T priority patent/ATE225561T1/de
Priority to AU26411/97A priority patent/AU2641197A/en
Priority to US09/171,217 priority patent/US6185813B1/en
Priority to DE69716132T priority patent/DE69716132T2/de
Priority to BR9708649-5A priority patent/BR9708649A/pt
Publication of WO1997039462A1 publication Critical patent/WO1997039462A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49082—Resistor making
    • Y10T29/49087—Resistor making with envelope or housing

Definitions

  • the present invention relates to the field of surge arresters.
  • surge arresters for high voltage, typically to electrical networks of nominal voltage greater than 1 kV rms between phases.
  • Surge arresters are devices designed to be connected between an electrical line, in particular medium or high voltage, and ground, to limit the amplitude and duration of the overvoltages appearing on the line.
  • overvoltages can be due for example to atmospheric phenomena, such as lightning, or inductions in the conductors.
  • Surge arresters are generally formed by stacking different varistors, most often nowadays by stacking several discs based on zinc oxide, whose electrical resistivity is highly non-linear depending on the applied voltage.
  • these varistors do not let practically any current pass as long as the voltage at their terminals is less than a starting threshold and on the other hand, let pass a very strong current, which can reach several tens of kA, when the voltage applied to their terminals exceeds the aforementioned ignition threshold.
  • the number of varistors used in the arrester is such that the nominal service voltage on the power line is less than the ignition threshold at the terminals of the varistors stack.
  • the surge arrester can permanently withstand the nominal operating voltage, without leakage of current, and on the other hand makes it possible to drain the discharge currents of very high intensity which can appear temporarily on the line in the event of accidental overvoltage.
  • Surge arresters known today generally include:
  • Document CB-A-2 073 965 has proposed, for example, to produce this envelope using a heat-shrinkable material.
  • Document U5-A-2,050,334 has proposed to place a stack of varistors in a porcelain case and to fill the space formed between the porcelain case and the stack of varistors using a filling material formed for example of a halogenated wax-based compound.
  • EP-A-0 008 181, EP-A-0 274 674, EP-A-0 2S I 245 er US-A-4 456 942 have proposed to produce the envelope surrounding the varistors using an elastomeric material, formed in particular by overmolding. More specifically, the document EP-A-0 274 674 proposed to overmold an envelope made of a composite material based on elastomer, EPDM, silicone, or other resin, loaded or not, on a stack of varistors.
  • Document U5-A-3,586,934 has proposed making the envelope using a synthetic resin, for example based on epoxy or polyester, or even a silicone or polyester varnish.
  • the document EP-A-0 196 370 proposed to produce the envelope on a varistor body by pouring a synthetic resin formed for example of epoxy resin, polymer concrete, silicone resin, or an elastomer, or by covering the body of varistors with a shrinkable plastic tube, or by providing this stack with a layer of synthetic resin.
  • a synthetic resin formed for example of epoxy resin, polymer concrete, silicone resin, or an elastomer
  • document US-A-4 656 555 proposed to first form a winding of fibers based on plastic material, such as polyethylene, or glass, or even ceramic possibly impregnated with resin, for example l epoxy, then forming on the outside of this winding a housing made of weather-resistant polymeric material, for example to> a "c of elastomeric polymers, synthetic rubber, thermoplastic elastomers, EPDM.
  • This document more specifically proposes either to preform the weather-resistant polymer housing, then to engage the stack of varistors provided with the winding of fibers in this housing, or to first form the winding of fibers on the stack of varistors, then make the housing of weather-resistant polymer material, by molding on the winding, projection of polymer on the winding or insertion of the stack of varistors provided with the winding in a polymer bath.
  • Document US-A-4 404 614 has proposed to have successively on a stack of varistors a first envelope based on glass fibers impregnated with resin, for example epoxy resin, then a second envelope based on glass flakes. and epoxy resin, and finally in an elastic outer covering based on EPDM rubber, or butyl rubber.
  • resin for example epoxy resin
  • EPDM rubber or butyl rubber
  • first envelope, the second envelope and the external envelope can be placed successively on the stack of varistors, or the envelopes can be formed in reverse order.
  • the envelope can be molded in situ based on synthetic resin or polymeric material.
  • the document states that the shell can be preformed. This document also proposes to use a sheet of prepreg fibers.
  • Document EP-A-0 304 690 proposes first of all making a filament winding of glass fibers impregnated with resin, then forming on the outside of the winding a coating of elastomeric material of EPDM type, by injection.
  • Document EP-A-0 355 479 proposes placing successively on the stack of varistors, first of all a barrier formed by a plastic film, for example based on propylene, then a winding of non-conductive filaments, and finally a weather-resistant elastomer housing.
  • EP-A-0 397 163 proposed to place successively on the stack of varistors a filament winding impregnated with resin, then to form on this winding a coating with fins, made of elastomer, for example EPDM, by injection.
  • document FR-A-2 698 736 has proposed a method for manufacturing a lightning arrester comprising the steps which consist in stacking varistors, forming a first envelope of composite material, on the stack of varistors, which first at least semi-rigid envelope has a constant external section, along its length, compensating in particular for the surface unevenness of the stack of varistors due to misalignments and dispersions of the dimensions of varistors and place an external envelope with fins on the first envelope of composite material by extruding a substantially constant outer envelope on the first envelope, then attaching annular fins on the extruded outer envelope.
  • the surge arresters hitherto proposed have rendered great services.
  • a main object of the present invention is to improve the reliability of existing surge arresters, in particular by avoiding any gaseous presence at the level of the interface (s) between the stack of varistors and the envelope which covers them.
  • a more accessory object of the present invention is to reduce the cost of known surge arresters.
  • the present invention provides a method of manufacturing lightning arresters of the type comprising the steps which consist in:
  • the method according to the present invention makes it possible to expel any air at the interface between the stack of varistors and the flexible external envelope.
  • the external envelope is an envelope with annular fins having zones of greater rigidity at the level of the fins.
  • the injected material is a thermoplastic material, advantageously a polyester.
  • the injection is carried out through bores formed in contact parts attached to the ends of the stack of varistors.
  • the injection is carried out by means of two bores provided respectively in contact parts placed on the ends of the stack of varistors, which bores are diametrically opposite with respect to the axis of l 'stacking.
  • the present invention also relates to the product obtained by the implementation of this process.
  • the arrester obtained comprises: - a stack of varistors,
  • FIG. 5 represents a schematic view in longitudinal axial section of a contact piece in accordance with the present invention according to the section plane referenced V-V in FIG. 6, and
  • FIG. 6 represents a cross-sectional view of this same contact part according to the cutting plane referenced VI-VÎ in FIG. 5.
  • the arrester according to the present invention shown in Figure 4 appended and obtained using the intermediate steps shown in Figures 1 to 3, which will be described later, comprises a stack of varistors 100, two contact pieces 200, an envelope 300 of composite material comprising a fiber fabric 310 and an injected material 350 impregnating the fiber fabric 310, and an outer finned envelope 400.
  • the arrester can be supplemented by end caps of electrically conductive material attached to the ends of the arrester. These caps which make it possible to participate in both the electrical contact and the sealing of the arrester have not been shown in the appended figures to simplify the illustration.
  • the varistors 100 are preferably formed from discs of constant diameter made from zinc oxide.
  • the varistors 100 are first stacked along their axis 102, to be perfectly coaxial. Where appropriate, although this is not shown in the appended figures, spacers made of electrically conductive material, for example in the form of discs, or even if necessary comprising an elastic member, may be interposed between at least some of the pairs of varistors 100 adjacent. As shown in FIG. 2, once this stack has been produced, two contact pieces 200 are placed respectively on the ends of the stack of varistors.
  • the contact pieces 200 preferably comprise an annular groove 210 and a longitudinal bore 250 parallel to the axis 202 of the pieces 200 and which opens on the one hand onto the external surface 206 of the pieces of contact 200 and on the other hand at the bottom of the groove 210.
  • a fabric of fibers 310 is placed on the outside of the stack of varistors 100 in contact with the latter.
  • it is preferably a fabric of fibers 310 having weft threads and orthogonal warp threads disposed respectively parallel to the axis 102 of the stack of varistors and transversely to this axis.
  • the fiber fabric 310 typically has 3.5 x 5 mm mesh.
  • the size of these meshes must be adapted to allow the discharge of the arc and / or of the gases created by the arc in the event of a defect in the arrester.
  • two ties 320 are tightened on the fiber fabric
  • these two links 320 placed in the form of loops in the grooves 210, come from a common ribbon which runs along the stack of varistors 100 on the outside of the fiber fabric 310.
  • This ribbon can be wound in a spiral around the fiber fabric 310 between the two links 320, or even extend in a straight line parallel to the axis of the arrester, on the outside of the fiber fabric 310 between the two links 320, in which case preferably this straight ribbon is placed facing the free edge of the fiber fabric 310.
  • the ribbon fulfills a function of holding the fiber fabric 310 along the arrester.
  • a flexible external envelope 400 is disposed on the outside of the varistor stack 100 equipped with the fiber fabric 310.
  • elastomer for example silicone
  • annular fins 410 are intended to lengthen the line of flight on the outside of the arrester. Their numbers, profiles and spacings can vary depending on the requirements for resistance to pollution, and of course the nominal voltage of the arrester. It will be noted that such an external envelope 400 provided with annular fins 410 is characterized by zones of greater rigidity, at the level of these fins 410.
  • a material capable of impregnating the fabric of fibers 310 is injected into the annular space formed between the stack of varistors 100 and the flexible external envelope 400.
  • the injected material 350 is preferably an epoxy resin, for example a polyester.
  • this material is injected via one of the bores 250 formed in a contact part 200, the bore 250 of the other part 200 serving for the evacuation of the air.
  • the material 350 is injected in a horizontal position of the stack of varistors 100 or in a slightly inclined position relative to the horizontal, for example of the order of 35 to 45 °.
  • the arrester can be made in a vertical position.
  • the composite material thus formed by the combination of the fiber fabric 310 and the injected material 350 provides a firm connection between the two contact parts and maintains, by axial stress, good electrical contact between the main faces 104, transverse to the axis. 102, of each pair of adjacent varistors on the one hand, and between the main external faces 104 of the varistors placed at the ends of the stack, and respectively the contact pieces 200, on the other hand.
  • the combination of fibers 310 plus injected material 350 in accordance with the present invention has the property, in the event of a defect in the arrester and therefore in case of creation of an electric arc, to allow the "volatilization" of the injected material, while having the fiber fabric 310 which mechanically holds the arrester.
  • the arrangement of the weft fibers parallel to the axis 102 of the arrester allows that, when a force is applied transversely to the axis 102 on one of the ends of the arrester, some of these fibers work in elongation, while that the other diametrically opposite ones work on compression.
  • Glass fibers in particular have excellent resistance properties, both in elongation and in compression.
  • the link 320 can be formed of numerous variants, for example of a ribbon, such as fibers impregnated with resin.
  • the establishment of the links 320 makes it possible to firmly immobilize the fiber fabric 310 in translation on each contact piece 200 and thus to ensure good immobilization in relative translation of the contact pieces 200.
  • the fiber fabric 310 can be formed from different layers of superimposed fibers.
  • the pitch of the fins 410 is of the order of 24 mm.
  • the pressure drop varies continuously as the material 350 progresses, which causes local variations in the deformation of the flexible zone between two fins. This deformation causes a stressing effect on the resin 350 radially towards the inside of the stack of varistors, so that the resin wets the fiber fabric 310 during the injection phase.
  • a solicitation also takes place, after injection, of the peristaltic type, when the external envelope 400 pushes the excess fluid during elastic recovery (return to its starting geometry).
  • polyester material 350 is carried out under a pressure of the order of 2 Bars.
  • a compound such as a silicone resin, making it possible to improve the connection between the injected polyester material and the outer casing 400 of silicone.
  • a mechanical treatment can be carried out beforehand, for example by abrasion, sanding, etc. from the inside of the outer casing 400 of silicone, see chemical treatment, or the deposition on the internal surface of the envelope 400 of a primer making it possible to ensure a chemical bridging between the silicone material of the envelope 400 and the material 350 injected.
  • the present invention makes it possible to produce surge arresters under particularly favorable economic conditions, in particular because all of the manufacturing steps can be carried out without requiring controlled atmospheres.
  • the contact piece 200 according to a particular embodiment of the present invention shown in Figures 5 and 6.
  • the two contact pieces 200 placed respectively at the ends of the arrester are identical.
  • Each contact piece 200 is formed from a single metal block having a general symmetry of revolution about an axis 202. In use, this axis 202 is coaxial with the axis 102 of the stack of varistors.
  • the main faces of the contact piece 200 are referenced 204 and 206.
  • These main faces 204 and 206 are planar and orthogonal to the axis 202.
  • the main face 204 is based on the use on the main external face 104 of a varistor 100 placed at the end of the stack.
  • the main face 206 is directed towards the outside of the arrester.
  • the contact piece 200 comprises a cylinder 220 adjacent to the main face 206 and extended in the direction of the main face 204 by a barrel 230 of smaller section.
  • the section of the barrel 230 is equal to the external section of the varistors 100.
  • the barrel 230 extends the external surface of the stack.
  • the abovementioned annular groove 210 is formed in the barrel 230, approximately halfway along the latter.
  • the bottom 211 of the groove 210 preferably has a polygonal section, for example a hexagonal section, as shown in FIG. 6.
  • the first side 212 of the groove 210 placed on the side of the main face 204 is preferably plane and perpendicular to the axis 202.
  • the second flank 213 of the groove 210 placed on the side of the main face 210 is preferably conical centered on the axis 202 and with a concavity directed towards the main face 206.
  • helical threads 232 are formed on the outer surface of the barrel 230.
  • the threads 232 extend on either side of the groove 210.
  • the threads 232 are advantageously interrupted before the main face 204.
  • the limit of the threads 232 on the side of the main face 204 is formed by an annular groove 234.
  • Each contact piece 200 has a blind tapped bore 240 centered on the axis 202 and opening onto the main face 206.
  • This threaded bore 240 is designed to receive a connecting stud.
  • the polygonal bottom 21 1 of the groove 210 and the threads 232 form non-symmetrical structures of revolution around the axis 202.
  • each part 200 has a bore 250 parallel to the axis
  • the arrester according to the present invention can be equipped with a fault signaling device. This device can be placed for example on one end of the arrester.
  • Such a fault signaling device is designed to visualize the passage of a line current to earth via the arrester, that is to say to visualize the passage of a leakage current through the arrester.
  • Such a fault signaling device comprises:
  • a low loss current sensor comprising a winding surrounding the stud
  • a capacitor connected to the outputs of the rectifier bridge to integrate the energy of the detected leakage current, - a signaling assembly, for example based on pyrotechnic components, designed to be initiated by the energy integrated in the capacitor.
  • the fault detector can be based on a principle of increasing the volume of the casing 400 during a short circuit of the surge arrester.
  • a detector also known in itself will not be described in more detail below.
  • the surge arrester according to the present invention offers numerous advantages over known prior lightning arresters. First of all, the present invention allows economical manufacturing.
  • the present invention makes it possible to easily adapt the length of the arrester to the nominal voltage of the line to be protected.
  • the present invention in no way requires the adaptation of any mold.
  • the present invention makes it possible to avoid any layer of air or gas inclusion at the interface between the stack of varistors 100 and the casing 400, and consequently makes it possible to avoid any surface discharge at this level.
  • the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described, but extends to any variant in accordance with its spirit.
  • each bore 250 can be closed for example using a plug or putty, in order to perfect the sealing of the arrester, once the material injection operation 350 has been completed.
  • a film makes it possible to avoid the penetration of resin between two varistors 100.
  • Such a film can be installed only at each interface between two adjacent varistors 100 as well as between the end varistors and the contact parts 200, or even cover in one piece the entire active part formed by the stack of varistors 100.
  • contact pieces 200 having several bores 250 it is possible to provide contact pieces 200 having several bores 250 to ensure both the injection of the material 350 and the evacuation of the annular space formed between the stack of varistors 100 and the flexible external envelope 400 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Details Of Resistors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication de parafoudre du type comprenant les étapes qui consistent à empiler des varistances (100), et former une enveloppe (300) en matériau composite sur l'empilement de varistances (100), caractérisé par le fait que l'étape de formation d'une enveloppe en matériau composite (300) consiste à placer un tissu (310) de fibres sur l'extérieur de l'empilement des varistances (100), en contact avec celui-ci, placer une enveloppe externe souple (400) sur l'extérieur de l'empilement des varistances (100), et injecter un matériau (350) apte à imprégner le tissu de fibres (310), dans l'espace annulaire formé entre l'empilement de varistances (100) et l'enveloppe externe souple (400).

Description

PARAFOUDRE PERFECTIONNE A BASE DE VARISTANCES
La présente invention concerne le domaine des parafoudres.
Elle s'applique notamment aux parafoudres pour haute tension, typiquement au réseaux électriques de tension nominale supérieure à l kV efficace entre phases.
Les parafoudres sont des dispositifs conçus pour être connectés entre une ligne électrique, notamment moyenne ou haute tension, et la masse, pour limiter l'amplitude et la durée des surtensions apparaissant sur la ligne.
Ces surtensions peuvent être dues par exemple à des phénomènes atmosphériques, tels que la foudre, ou des inductions dans les conducteurs.
Ces surtensions peuvent également être dues à des ma¬ noeuvres sur la ligne sous tension.
Les parafoudres sont généralement formés par empilement de différentes varistances, le plus souvent de nos jours par empilement de plusieurs disques à base d'oxyde de zinc, dont la réststivité électrique est fortement non linéaire en fonction de la tension appliquée.
Plus précisément, ces varistances ne laissent passer pratique¬ ment aucun courant tant que la tension à leurs bornes est inf érieure à un seui l d'amorçage et en revanche, laissent passer un courant très for t, pouvant atteindre plusieurs dizaines de kA, lorsque la tension appliquée a leurs bornes dépasse le seui l d'amorçage précité.
Le nombre de varistances utilisées dans le parafoudre est tel que la tension nominale de service sur la ligne électrique soit inférieure au seuil d'amorçage aux bornes de l'empilement de varistances.
Ainsi, le parafoudre peut supporter en permanence la tension nominale de service, sans fui te de courant, et permet en revanche d'écouler les courants de décharge d'intensité très élevée pouvant apparaî tre temporairement sur la ligne en cas de surtension accidentelle.
On a déjà proposé de nombreux types de parafoudres. Le domaine des parafoudres a donné lieu en effet à une très abondante littérature.
Les parafoudres connus de nos jours comprennent générale¬ ment:
- un empilement de varistances,
- deux pièces de contact en matériau électriquement conducteur placées respectivement sur les extrémités de l'empilement de varistances, et
- une enveloppe en matériau électriquement isolant entourant l'empile¬ ment de varistances.
L'enveloppe en matériau électriquement isolant précitée à elle-même fait l'objet d'une très abondante littérature.
Le document CB-A-2 073 965 a proposé par exemple de réaliser cette enveloppe à l'aide d'un matériau thermorétractable.
Les documents US-A-4 298 900, DE-A-3 00 1 943, DE-A- 3 002 0 14 ont proposé de placer en outre un boîtier externe en porcelaine sur l'enveloppe thermorétracτable.
Les documents US-A 4 092 694 et US-A-4 100 588 ont proposé de placer chaque varistance dans un anneau à base de sil icone et de disposer l'empilement de varistances ainsi entourées dans un boîtier de porcelaine.
Le document U5-A-2 050 334 a proposé de placer un emp i lement de varistances dans un boîtier de porcelaine et de rempl ir l'espace formé entre le boît ier de porcelaine et l'empilement de varistances à l'aide d'un matériau de remplissage formé par exemple d'un composé halogène à base de cire.
Les documents EP-A-0 008 181 , EP-A-0 274 674, EP-A-0 2S I 245 er US-A-4 456 942 ont proposé de réaliser l'enveloppe entourant les varistances à l'aide d'un matériau élastomère, formé notamment par surmoulage. Plus précisément, le document EP-A-0 274 674 a proposé de surmouler une enveloppe en matériau composite à base d'élastomère, EPDM, silicone, ou autre résine chargée ou non, sur un empilement de varistances.
Le document U5-A-4 161 012 a également proposé de disposer une enveloppe en élastomère sur les varistances. Ce document propose de réaliser cette enveloppe par dépôt de l'élastomère sur la surface extérieure des varistances, ou par moulage de l'enveloppe sur les varistances, ou encore par préformage de l'enveloppe en élastomère, puis insertion des varistances dans cel le-ci.
Le document US-A-3 018 406 proposait, dès 1 958, de réaliser l'enveloppe sous forme de deux coquilles complémentaires préformées et une enveloppe externe de matière plastique moulée par injection sur les varistances.
Le document U5-A-3 586 934 a proposé de réaliser l'enveloppe à l'aide d'une résine synthétique, par exemple à base d'époxy ou de polyester, voire un vernis silicone ou polyester.
Le document EP-A-0 196 370 a proposé de réaliser l'enveloppe sur un corps de varistances en coulant une résine synthétique formée par exemple de résine époxyde, de béton de polymères, de résine de silicone, ou d'un élastomère, ou en recouvrant le corps de varistances d'un tube rétrécissable en matière plastique, ou encore en munissant cet empilement d'une couche d'une résine synthétique.
Par ailleurs, les documents, US-A-4 656 555, US-A-4 905 US, US-A-4 404 614, EP-A-0 304 690, EP-A-0 335 479, EP-A-0 335 480, EP-A-0 397 163, EP-A-0 233 022, EP-A-0 443 286 et DE-A-0 898 603 ont proposé de réaliser l'enveloppe entourant l'empilement de varistances en matériaux composites composés de fibres, généralement de fibres de verre imprégnées de résine. Plus précisément, le document US-A-4 656 555 a proposé de former tout d'abord un enroulement de fibres à base de matière plastique, telle que du polyéthylène, ou de verre, voire de céramique éventuellement imprégnées de résine, par exemple l'époxy, puis de fomer sur l'extérieur de cet enroulement un boîtier en matériau polymère résistant aux intempéries, par exemple à >a«c de polymères élastomères, de caoutchouc synthétique, d'élastomères thermoplastiques, d'EPDM.
Ce document propose plus précisément soit de préformer le boîtier polymère résistant aux intempéries, puis d'engager l'empilement de varistances muni de l'enroulement de fibres dans ce boîtier, soit de former dans un premier temps l'enroulement de fibres sur l'empilement de varistances, puis de réaliser le boîtier en matériau polymère résistant aux intempéries, par moulage sur l'enroulement, projection de polymère sur l'enroulement ou insertion de l'empilement de varistances muni de l'enroulement dans un bain de polymère.
Le document US-A-4 404 614 a proposé de disposer successi¬ vement sur un empilement de varistances une première enveloppe à base de fibres de verre imprégnées de résine, par exemple de résine époxy, puis une seconde enveloppe à base de paillettes de verre et de résine époxy, et enf in une enveloppe externe élastique à base de caoutchouc EPDM, ou caoutchouc butyl.
Ce document indique que la première enveloppe, la seconde enveloppe et l'enveloppe externe peuvent être mises en place successive¬ ment sur l'empilement de varistances, ou les enveloppes peuvent être formées dans un ordre inverse.
Ce document mentionne également la possibilité de mouler l'enveloppe externe sur la seconde enveloppe à base de paillettes de verre et de résine époxy. Le document EP-A-0 233 022 a proposé de former sur un empilement de varistances une coquille à base de fibres de verre renforcées de résine époxy, puis une enveloppe thermorétractable, ou pouvant être libérée par un moyen mécanique équivalent sur ladite coquille, à base d'élastomère.
En variante, l'enveloppe peut être moulée in situ à base de résine synthétique ou de matériau polymère.
Le document indique que la coquille peut être préformée. Ce document propose également d'utiliser une nappe de fibres préimprégnées.
Le document EP-A-0 304 690 propose de réaliser tout d'abord un enroulement filamentaire de fibres de verre imprégnées de résine, puis de former sur l'extérieur de l'enroulement un revêtement en matériau élastomère de type EPDM, par injection. Le document EP-A-0 355 479 propose de placer successivement sur l'empilement de varistances, tout d'abord une barrière formée d'un film plastique, par exemple à base de propylène, puis un enroulement de filaments non conducteurs, et enfin un boîtier en élastomère résistant aux intempéries. Le document EP-A-0 397 163 a proposé de placer successivement sur l'empilement de varistances un enroulement filamentaire imprégné de résine, puis de former sur cet enroulement un revêtement à ailettes, en élastomère, par exemple en EPDM, par injection.
La technique d'utilisation d'un matériau composite est très ancienne.
Le document DE-A-0 898 603 proposait en effet dès 1946 d'utiliser des fibres de verre imprégnées de résine pour envelopper des varistances.
Plus récemment, on a proposé dans le document FR-A-2 698 736, un procédé de fabrication de parafoudre comprenant les étapes qui consistent à empiler des varistances, former une première enveloppe en matériau composite, sur l'empilement de varistances, laquelle première enveloppe au moins semi-rigide présente une section externe constante, sur sa longueur, compensant en particulier les inégalités de surface de l'empilement de varistances dues aux écarts d'alignement et aux dispersions des dimensions de varistances et placer une enveloppe externe à ailettes sur la première enveloppe en matériau composite en extrudant une enveloppe extérieure sensiblement constante sur la première enveloppe, puis en rapportant des ailettes annulaires sur l'enveloppe extérieure extrudée. Les parafoudres jusqu'ici proposés ont rendu de grands services.
Toutefois, la Demanderesse propose de perfectionner les parafoudres existants.
Un but principal de la présente invention est d'améliorer la fiabilité des parafoudres existants, en évitant notamment toute présence gazeuse au niveau de la ou des interface(s) entre l'empilement de varistances et l'enveloppe qui recouvre celles-ci.
Un but plus accessoire de la présente invention est de réduire le coût des parafoudres connus. A cet effet, la présente invention propose un procédé de fabrication de parafoudres du type comprenant les étapes qui consistent à :
- empiler des varistances, et
- former une enveloppe en matériau composite sur l'empilement de varistances, caractérisé par le fait que l'étape de formation d'une enveloppe en matériau composite consiste à :
- placer un tissu de fibres sur l'extérieur de l'empilement des varistances, en contact avec celui-ci, - placer une enveloppe externe souple sur l'extérieur de l'empilement des varistances, et
- injecter un matériau apte à imprégner le tissu de fibres, dans l'espace annulaire formé entre l'empilement de varistances et l'enveloppe externe souple. Comme on le comprendra par la suite, le procédé conforme à la présente invention permet de chasser tout air au niveau de l'interface entre l'empilement de varistances et l'enveloppe externe souple.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'enveloppe externe est une enveloppe à ailettes annulaires possédant des zones de plus grande rigidité au niveau des ailettes. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le matériau injecté est un matériau thermoplastique, avantageusement un polyester.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'injection est réalisée à travers des alésages formés dans des pièces de contact rapportées sur les extrémités de l'empilement de varistances.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'injection est réalisée grâce à deux alésages prévus respectivement dans des pièces de contact placées sur les extrémités de l'empilement de varistances, lesquels alésages sont diamétralement opposés par rapport à l'axe de l'empilement.
La présente invention concerne également le produit obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé.
Selon l'invention, le parafoudre obtenu comprend : - un empilement de varistances,
- une enveloppe externe souple, avantageusement à ailettes annulaires, et
- une enveloppe interne en matériau composite formée sur l'empilement de varistances par injection dans l'espace annulaire entre l'empilement de varistances et l'enveloppe externe d'un matériau apte à imprégner un tissu de fibres placé sur l'empilement de varistances.
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 : - les figures 1 à 4 annexées représentent schématiquement, et selon des vues en coupes axiales longitudinales du parafoudre, les diverses étapes successives de réalisation d'un parafoudre conforme à une variante de réalisation préférentielle de la présente invention,
- la figure 5 représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale d'une pièce de contact conforme à la présente invention selon le plan de coupe référencé V-V sur la figure 6, et
- la figure 6 représente une vue en coupe transversale de cette même pièce de contact selon le plan de coupe référencé VI-VÎ sur la figure 5.
Le parafoudre conforme à la présente invention représenté sur la figure 4 annexée et obtenu à l'aide des étapes intermédiaires représentées sur les figures 1 à 3, qui seront décrites par la suite, comprend un empilement de varistances 100, deux pièces de contact 200, une enveloppe 300 en matériau composite comprenant un tissu de fibres 310 et un matériau 350 injecté imprégnant le tissu de fibres 310, et une enveloppe extérieure à ailettes 400.
Le cas échéant, le parafoudre peut être complété par des calottes d'extrémité en matériau électriquement conducteur rapportées sur les extrémités du parafoudre. Ces calottes qui permettent de participer à la fois au contact électrique et à l'étanchéité du parafoudre n'ont pas été représentées sur les figures annexées pour simplifier l'illustration.
Les varistances 100 sont formées de préférence de disques de diamètre constant constitués à base d'oxyde de zinc.
Les varistances à base d'oxyde de zinc sont bien connues de l'homme de l'art. Leur procédé d'obtention et leur composition ne seront donc pas décrits par la suite.
Comme cela est représenté sur la figure 1 annexée, les varistances 100 sont tout d'abord empilées selon leur axe 102, pour être parfaitement coaxiales. Le cas échéant, bien que cela ne soit pas représenté sur les figures annexées, des intercalaires en matériau électriquement conducteur, par exemple en forme de disques, voire le cas échéant comportant un organe élastique, peuvent être intercalés entre certaines au moins des paires de varistances 100 adjacentes. Comme représenté sur la figure 2, une fois cet empilement réalisé, deux pièces de contact 200 sont placées respectivement sur les extrémités de l'empilement de varistances.
La géométrie d'un mode de réalisation particulier et non limitatif des pièces de contact 200 sera décrite plus en détail par la suite en regard des figures 5 et 6.
Pour l'instant, on notera simplement que les pièces de contact 200 comprennent de préférence une gorge annulaire 210 et un perçage longitudinal 250 parallèle à l'axe 202 des pièces 200 et qui débouche d'une part sur la surface extérieure 206 des pièces de contact 200 et d'autre part au niveau du fond de la gorge 210. Comme on l'a illustré sur la figure 2, après avoir réalisé l'empilement de varistances 100, un tissu de fibres 310 est placé sur l'extérieur de l'empilement de varistances 100 en contact avec celui-ci.
Il s'agit de préférence d'un tissu de fibres 3 10, très préférentiellement de fibres de verre, enroulé autour de l'empilement de varistances 100, et sur la base des deux pièces de contact 200.
Plus précisément encore, il s'agit de préférence d'un tissu de fibres 310 ayant des fils de trame et des fils de chaîne orthogonaux disposés respectivement parallèlement à l'axe 102 de l'empilement de varistances et transversalement à cet axe.
Le tissu de fibres 310 possède typiquement des mailles de 3,5 x 5 mm. La dimension de ces mailles doit être adaptée pour permettre l'évacuation de l'arc et/ou des gaz créés par l'arc en cas de défaut du parafoudre. De préférence, deux liens 320 sont serrés sur le tissu de fibres
310, en regard des gorges 210 précitées.
Plus précisément encore, de préférence, ces deux liens 320, placés sous forme de boucles dans les gorges 210 proviennent d'un ruban commun qui chemine le long de l'empilement de varistances 100 sur l'extérieur du tissu de fibres 310. Ce ruban peut être enroulé en spirale autour du tissu de fibres 310 entre les deux liens 320, ou encore s'étendre de façon rectiligne parallèlement à l'axe du parafoudre, sur l'extérieur du tissu de fibres 310 entre les deux liens 320, auquel cas de préférence ce ruban rectiligne est placé en regard du bord libre du tissu de fibres 310. Ainsi, le ruban remplit une fonction de maintien du tissu de fibres 310 le long du parafoudre.
Puis, comme illustré sur la figure 3, une enveloppe externe souple 400 est disposée sur l'extérieur de l'empilement de varistances 100 équipé du tissu de fibres 310. II s'agit de préférence, comme le voit sur les figures annexées, d'une enveloppe externe 400 en élastomère, par exemple en silicone, à ailettes annulaires. De telles enveloppes externes à ailettes sont bien connues de l'homme de l'art et ne seront donc pas décrites dans le détail par la suite. De façon connue en soi, les ailettes annulaires 410 ont pour but d'allonger la ligne de fuite sur l'extérieur du parafoudre. Leurs nombres, profils et espacements peuvent varier en fonction des exigences de tenue sous pollution, et bien évidemment de la tension nominale du parafoudre. On notera qu'une telle enveloppe externe 400 munie d'ailettes annulaires 410 se caractérise par des zones de plus forte rigidité, au niveau de ces ailettes 410.
Une fois l'enveloppe externe 400 mise en place, on procède à l'injection d'un matériau apte à imprégner le tissu de fibres 310 dans l'espace annulaire formé entre l'empilement de varistances 100 et l'enveloppe externe souple 400.
Le matériau injecté 350 est de préférence une résine époxy, par exemple un polyester.
Plus précisément encore, ce matériau est injecté par l'intermédiaire de l'un des alésages 250 formés dans une pièce de contact 200, l'alésage 250 de l'autre pièce 200 servant à l'évacuation de l'air.
Par ailleurs, de " préférence, comme on l'a schématisé sur les figures, on veille à disposer l'alésage 250 prévu dans l'autre pièce de contact 200 en position diamétralement opposée par rapport à l'alésage 250 servant de buse d'injection.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'injection du matériau 350 est réalisée en position horizontale de l'empilement de varistances 100 ou en position faiblement inclinée par rapport à l'horizontal, par exemple de l'ordre de 35 à 45°. Néanmoins en variante, le parafoudre peut être réalisé en position verticale.
Le matériau composite ainsi formé par la combinaison du tissu de fibres 310 et du matériau injecté 350 assure une liaison ferme entre les deux pièces de contact et maintient, par sollicitation axiale, un bon contact électrique entre les faces principales 104, transversales à l'axe 102, de chaque paire de varistances adjacentes d'une part, et entre les faces principales 104 externes des varistances placées aux extrémités de la pile, et respectivement les pièces de contact 200, d'autre part.
En outre, la combinaison fibres 310 plus matériau injecté 350 conforme à la présente invention a la propriété, en cas de défaut du parafoudre et donc en cas de création d'un arc électrique, de permettre la "volatilisation" du matériau injecté, tout en ayant le tissu de fibres 310 qui maintient mécaniquement le parafoudre.
On notera que la disposition des fibres de trame parallèlement à l'axe 102 du parafoudre permet que, lorsqu'un effort est appliqué transversalement à l'axe 102 sur l'une des extrémités du parafoudre, certaines de ces fibres travaillent en élongation, tandis que les autres diamétralement opposées, travaillent à la compression.
Les fibres de verre notamment possèdent d'excellentes propriétés de résistance, tant à l'élongation qu'à la compression.
Elles permettent par conséquent d'assurer une bonne tenue mécanique du parafoudre à la flexion.
Le lien 320 peut être formé de nombreuses variantes, par exemple d'un ruban, telles que des fibres imprégnées de résine. La mise en place des liens 320 permet d'immobiliser fermement le tissu de fibres 310 à translation sur chaque pièce de contact 200 et ainsi d'assurer une bonne immobilisation à translation relative des pièces de contact 200.
Le tissu de fibres 310 peut être formé de différentes nappes de fibres superposées.
Selon un mode de réalisation particulier et non limitatif, le pas des ailettes 410 est de l'ordre de 24 mm.
L'utilisation d'une enveloppe en élastomère 400 divisée en zones souples entre deux ailettes 410 et en zones plus rigides en regard des ailettes permet de générer, lors de l'injection du matériau 350, les deux phénomènes suivants.
Tout d'abord la présence de zones annulaires plus rigides sur l'enveloppe externe 400 conduit à une variation de perte de charges qui permet à la résine 350 injectée par l'alésage 250 d'uniformiser annulairement le mouillage du tissu de fibres 310. En effet, l'écoulement de résine 350 provoque une déformation des zones souples entre deux ailettes 410. Ainsi, si un décalage de la progression de la résine 350 a lieu, cette résine est freinée lorsqu'elle arrive sur une zone annulaire plus rigide en regard d'une ailette 410, ce qui permet de récupérer une veine d'injection annulaire de section sensiblement constante. Une telle remise à niveau se produit à chaque passage d'une ailette 410, ce qui interdit une dérive de l'écoulement qui risquerait d'entraîner l'emprisonnement d'une bulle d'air difficile à évacuer par la suite. En outre, la perte de charge varie continuellement au fur et à mesure de la progression du matériau 350, ce qui provoque des variations locales de la déformation de la zone souple entre deux ailettes. Cette déformation provoque un effet de sollicitation de la résine 350 radialement vers l'intérieur de l'empilement de varistances, de sorte que la résine mouille le tissu de fibres 310 en phase d'injection. De plus, une telle sollicitation s'opère également, après injection, du type péristaltique, lorsque l'enveloppe externe 400 pousse le surplus de fluide lors de la reprise élastique (retour à sa géométrie de départ).
Lors de l'évacuation de ce surplus de fluide, on constate que des petites bulles de gaz résiduel peuvent s'échapper de l'espace annulaire défini entre l'empilement de varistances et l'enveloppe externe 400 par l'intermédiaire du second alésage 250.
On notera également que l'injection du matériau 350 dans le creux de la gorge annulaire 210, de même que l'évacuation de résine, à l'extrémité opposée de l'empilement, obligent un mouillage complet des fibres disposées dans cette zone, particulièrement difficile à imprégner puisqu'elle correspond à une section annulaire plus grande et avec une concentration supérieure des fibres.
De façon non limitative, l'injection de matériau polyester 350 est réalisée sous une pression de l'ordre de 2 Bars.
On notera en outre que les dispositions conformes à la présente invention, notamment l'injection à travers une enveloppe externe 400 possédant des zones de plus forte rigidité, permettent les effets suivants :
- amélioration de l'homogénéité du matériau 350 grâce à la retenue temporaire résultant des zones de plus forte rigidité correspondant aux ailettes 410, y compris lorsque le matériau 350 est obtenu par mélange de deux fluides en amont du site d'injection, et
- diminution de risque de décantation de charges éventuelles contenues dans le matériau 350, pour les mêmes raisons. Le cas échéant, il est injecté également par l'un des alésages
250, dans l'espace annulaire entre l'enveloppe externe 400 et l'empilement de varistances 100, un composé tel qu'une résine silicone, permettant d'améliorer la liaison entre le matériau polyester injecté et l'enveloppe externe 400 en silicone.
Selon une autre variante, on peut opérer au préalable un traitement mécanique, par exemple par abrasion, sablage .... de l'intérieur de l'enveloppe externe 400 en silicone, voir un traitement chimique, ou le dépôt sur la surface interne de l'enveloppe 400 d'un apprêt permettant d'assurer un pontage chimique entre le matériau silicone de l'enveloppe 400 et le matériau 350 injecté.
On notera également que la présente invention permet de réaliser des parafoudres dans des conditions économiques particulièrement favorables, notamment du fait que l'intégralité des étapes de fabrication peut être réalisée sans exiger d'atmosphères contrôlées.
On va maintenant décrire plus en détail la pièce de contact 200 conforme à un mode de réalisation particulier de la présente invention représenté sur les figures 5 et 6. De préférence, les deux pièces de contact 200 placées respectivement aux extrémités du parafoudre sont identiques.
Chaque pièce de contact 200 est formée d'un bloc de métal unique présentant une symétrie générale de révolution autour d'un axe 202. A l'utilisation, cet axe 202 est coaxial de l'axe 102 de l'empilement de varistances.
Sur la figure 5, on a référencé 204 et 206 les faces principales de la pièce de contact 200.
Ces faces principales 204 et 206 sont planes et orthogonales à l'axe 202.
La face principale 204 repose à l'utilisation sur la face principale externe 104 d'une varistance 100 placée à l'extrémité de l'empilement.
La face principale 206 est dirigée vers l'extérieur du parafoudre. La pièce de contact 200 comprend un cylindre 220 adjacent à la face principale 206 et prolongé en direction de la face principale 204 par un fût 230 de plus faible section.
De préférence, la section du fût 230 est égale à la section externe des varistances 100.
Ainsi, lorsque les pièces de contact 200 sont placées sur l'empilement de varistances 100, le fût 230 prolonge la surface externe de l'empilement.
La gorge annulaire 210 précitée est ménagée dans le fût 230, sensiblement à mi-longueur de celui-ci.
Le fond 211 de la gorge 210 présente de préférence une section polygonale, par exemple une section hexagonale, comme représenté sur la figure 6.
Le premier flanc 212 de la gorge 210 placé du côté de la face principale 204 est de préférence plan et perpendiculaire à l'axe 202.
Le deuxième flanc 213 de la gorge 210 placé du côté de la face principale 210 est de préférence conique centré sur l'axe 202 et à concavité dirigée vers la face principale 206.
En outre, des filets hélicoïdaux 232 sont formés sur la surface externe du fût 230.
De préférence, les filets 232 s'étendent de part et d'autre de la gorge 210.
Toutefois, les filets 232 sont avantageusement interrompus avant la face principale 204. La limite des filets 232 du côté de la face principale 204 est formée par une rainure annulaire 234.
Chaque pièce de contact 200 possède un alésage taraudé borgne 240 centré sur l'axe 202 et débouchant sur la face principale 206.
Cet alésage taraudé 240 est conçu pour recevoir un goujon de raccordement.
Le fond polygonal 21 1 de la gorge 210 et les filets 232 forment des structures non symétriques de révolution autour de l'axe 202.
Ces structures en prise avec l'enveloppe 300 permettent d'interdire toute rotation relative entre les pièces de contact 200 et l'enveloppe 300. Par ailleurs, les gorges annulaires 210 dans lesquelles sont engagées les extrémités de la nappe de tissu formant l'enveloppe 300 permettent d'assurer une fixation à translation stable entre ladite enveloppe 300 et les pièces de contact 200. Enfin, chaque pièce 200 possède un alésage 250 parallèle à l'axe
202, qui relie la face externe 206 et le fond de la gorge 210.
En conclusion, la structure décrite précédemment et représentée sur les figures annexées permet d'obtenir une rigidité parfaite du parafoudre, à la flexion, à rotation autour de l'axe 102 de l'empilement et à translation relative selon cet axe.
Le cas échéant, on peut envisager en variante, de former des zones de faiblesse dans l'enveloppe externe 400.
En variante, le parafoudre conforme à la présente invention peut être équipé d'un dispositif de signalisation de défaut. Ce dispositif peut être placé par exemple sur une extrémité du parafoudre.
Un tel dispositif de signalisation de défaut est conçu pour visualiser le passage d'un courant de ligne à la terre par l'intermédiaire du parafoudre, c'est-à-dire visualiser le passage d'un courant de fuite à travers le parafoudre.
Le déposant a déjà décrit et représenté un tel dispositif de signalisation dans sa demande de brevet en France FR-A-2 685 533.
Pour cette raison, ce dispositif de signalisation de défaut ne sera pas décrit dans le détail par la suite. On notera toutefois que de préférence un tel dispositif de signalisation de défaut comprend :
- un goujon centré sur l'axe 102 de l'empilement de varistances et relié électriquement à l'une des pièces de contact 200,
- un capteur de courant faible perte comportant un bobinage entourant le goujon,
- un circuit électronique comportant :
1. un pont redresseur dont les entrées sont reliées au bobinage et,
2. un condensateur relié aux sorties du pont redresseur pour intégrer l'énergie du courant de fuite détecté, - un ensemble de signalisation, par exemple à base de composants pyrotechniques, conçu pour être initié par l'énergie intégrée dans le condensateur.
Selon une autre variante, le détecteur de défauts peut être basé sur un principe d'augmentation de volume de l'enveloppe 400 lors d'un court-circuit du parafoudre. Un tel détecteur également connu en lui- même ne sera pas décrit plus en détail par la suite.
Le parafoudre conforme à la présente invention offre de nombreux avantages par rapport aux parafoudres antérieurs connus. Tout d'abord, la présente invention permet une fabrication économique.
En outre, la présente invention permet d'adapter aisément la longueur du parafoudre à la tension nominale de la ligne à protéger.
La présente invention ne requiert aucunement l'adaptation d'un moule quelconque.
La présente invention permet d'éviter toute couche d'air ou inclusion gazeuse au niveau de l'interface entre l'empilement de varistances 100 et l'enveloppe 400, et permet par conséquent d'éviter toute décharge superficielle à ce niveau. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.
Ainsi par exemple, on peut utiliser un tissu 310 de fibres pré¬ imprégnées d'une résine, placé sur l'extérieur de l'empilement des varistances 100 avant d'opérer l'injection du matériau 350 dans l'espace annulaire formé entre l'empilement de varistances 100 et l'enveloppe externe souple 400.
Selon une variante, chaque alésage 250 peut être obturé par exemple à l'aide d'un bouchon ou du mastic, afin de parfaire l'étanchéité du parafoudre, une fois l'opération d'injection du matériau 350 achevée.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on peut prévoir de placer un film étanche à la résine 350 injectée, autour de l'empilement de varistances 100 avant l'étape d'injection. Un tel film permet d'éviter la pénétration de résine entre deux varistances 100. Un tel film peut être installé uniquement au niveau de chaque interface entre deux varistances adjacentes 100 ainsi qu'entre les varistances d'extrémité et les pièces de contact 200, ou encore couvrir d'une pièce l'ensemble de la partie active formée par l'empilement de varistances 100.
Selon une autre variante, on peut prévoir des pièces de contact 200 possédant plusieurs alésages 250 pour assurer tant l'injection du matériau 350 que l'évacuation de l'espace annulaire formé entre l'empilement de varistances 100 et l'enveloppe externe souple 400.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de parafoudre du type comprenant les étapes qui consistent à : - empiler des varistances ( 100), et
- former une enveloppe (300) en matériau composite sur l'empilement de varistances ( 100), caractérisé par le fait que l'étape de formation d'une enveloppe en matériau composite (300) consiste à : - placer un tissu (310) de fibres sur l'extérieur de l'empilement des varistances ( 100), en contact avec celui-ci,
- placer une enveloppe externe souple (400) sur l'extérieur de l'empilement des varistances ( 100), et
- injecter un matériau (350) apte à imprégner le tissu de fibres (310), dans l'espace annulaire formé entre l'empilement de varistances ( 100) et l'enveloppe externe souple (400).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe externe (400) est une enveloppe à ailettes annulaires (410) possédant des zones de plus grande rigidité au niveau des ailettes (410).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'injection de matériau d'imprégnation (350) est réalisée à travers des pièces de contact (200) placées sur les extrémités de l'empilement de varistances (200).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le matériau d'imprégnation (350) est un matériau thermoplastique, de préférence une résine époxy, telle que du polyester.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'une injection de matériau d'imprégnation ( 350) est réalisée par l'intermédiaire d'au moins un alésage (250) ménagé dans une pièce de contact ( 200) prévue sur une première extrémité de l'empilement de varistances ( 100), la pièce de contact (200) prévue sur la seconde extrémité de l'empilement de varistances ( 100) possédant au moins un alésage (250) homologue pour l'échappement de l'air contenu avant injection dans ledit espace annulaire et le cas échéant un écoulement de matériau d'imprégnation, lequel alésage prévu dans la seconde pièce de contact (200) est de préférence diamétralement opposé par rapport à l'alésage d'injection.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à opérer au préalable un traitement de la surface interne de l'enveloppe externe souple (400), par exemple un traitement mécanique, un traitement chimique, ou le dépôt d'un apprêt, permettant d'assurer un pontage chimique entre le matériau de l'enveloppe externe souple (400) et le matériau (350) injecté.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le matériau d'imprégnation (350) comprend un composé apte à renforcer le lien entre le matériau thermoplastique (350) injecté et l'enveloppe externe (400).
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'enveloppe extérieure (400) est en élastomère, de préférence silicone.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait les alésages (250) formés dans les pièces de contact de l'extrémité (200) pour assurer l'injection débouchent dans une gorge annulaire (210) prévue sur ces pièces de contact (200).
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les tissus de fibres (310) possèdent des fibres parallèles à l'axe ( 102) de l'empilement de varistances et des fibres transversales à cet axe.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le tissu de fibres (310) possède des mailles de l'ordre de 3,5 x 5 mm.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé par le fait que le tissu (3 10) de fibres, placé sur l'extérieur de l'empilement des varistances ( 100) avant d'opérer l'injection du matériau (350) dans l'espace annulaire formé entre l'empilement de varistances ( 100) et l'enveloppe externe souple (400) est un tissu pré-imprégné de résine.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à obturer chaque alésage d'injection (250), par exemple à l'aide d'un bouchon ou du mastic, afin de parfaire l'étanchéité du parafoudre, une fois l'opération d'injection du matériau (350) achevée.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à placer deux liens (320), sous forme de boucles dans des gorges (210) ménagées dans des pièces de contact (200) prévues sur les extrémités de l'empilement de varistances ( 100), sur l'extérieur du tissu de fibres (310), pour maintenir celui-ci.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les deux liens (320) proviennent d'un ruban commun qui chemine le long de l'empilement de varistances ( 100) sur l'extérieur du tissu de fibres (310).
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le ruban est enroulé en spirale autour du tissu de fibres (310) entre les deux liens (320).
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé par le fait que le ruban s'étend de façon rectiligne parallèlement à l'axe du parafoudre, sur l'extérieur du tissu de fibres (310) entre les deux liens (320), de préférence en regard du bord libre du tissu de fibres (310).
18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à placer un film étanche à la résine (350) injectée, autour de l'empilement de varistances ( 100) avant l'étape d'injection.
19. Parafoudre obtenu par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 18.
20. Parafoudre selon la revendication 19, caractérisé par le fait que le parafoudre comprend :
- un empilement de varistances ( 100),
- une enveloppe externe souple (400), et - une enveloppe interne (300) en matériau composite formée sur l'empilement de varistances par l'injection dans l'espace annulaire formé entre cet empilement de varistances ( 100) et l'enveloppe externe (400), d'un matériau (350) apte à imprégner un tissu de fibres (310) placé sur ledit empilement.
PCT/FR1997/000637 1996-04-12 1997-04-10 Parafoudre perfectionne a base de varistances WO1997039462A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97918198A EP0958584B1 (fr) 1996-04-12 1997-04-10 Parafoudre perfectionne a base de varistances
AT97918198T ATE225561T1 (de) 1996-04-12 1997-04-10 Verbesserter überspannungsleiter auf varistor- basis
AU26411/97A AU2641197A (en) 1996-04-12 1997-04-10 Enhanced varistor-based lighting arresters
US09/171,217 US6185813B1 (en) 1996-04-12 1997-04-10 Enhanced varistor-based lighting arresters
DE69716132T DE69716132T2 (de) 1996-04-12 1997-04-10 Verbesserter überspannungsleiter auf varistor-basis
BR9708649-5A BR9708649A (pt) 1996-04-12 1997-04-10 Pára-raios e processo de fabricacão do mesmo

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR96/04588 1996-04-12
FR9604588A FR2747500B1 (fr) 1996-04-12 1996-04-12 Parafoudre perfectionne a base de varistances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997039462A1 true WO1997039462A1 (fr) 1997-10-23

Family

ID=9491144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1997/000637 WO1997039462A1 (fr) 1996-04-12 1997-04-10 Parafoudre perfectionne a base de varistances

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6185813B1 (fr)
EP (1) EP0958584B1 (fr)
AT (1) ATE225561T1 (fr)
AU (1) AU2641197A (fr)
BR (1) BR9708649A (fr)
DE (1) DE69716132T2 (fr)
ES (1) ES2180971T3 (fr)
FR (1) FR2747500B1 (fr)
PT (1) PT958584E (fr)
TR (1) TR199802055T2 (fr)
WO (1) WO1997039462A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1143460A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Limiteur de surtension
EP1067565A3 (fr) * 1999-07-09 2002-05-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Limiteur de surtension et son procédé de fabrication

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2786943A1 (fr) * 1998-12-07 2000-06-09 Soule Materiel Electr Dispositif de coupure electrique pour moyenne et haute tension
FR2786944B1 (fr) * 1998-12-07 2003-09-19 Soule Materiel Electr Perfectionnements aux dispositifs de coupure electrique pour moyenne et haute tension
FR2800903B1 (fr) 1999-10-25 2001-12-21 Soule Materiel Electr Parafoudre perfectionne a base de varistances electriques
US7015786B2 (en) * 2001-08-29 2006-03-21 Mcgraw-Edison Company Mechanical reinforcement to improve high current, short duration withstand of a monolithic disk or bonded disk stack
US6701040B2 (en) * 2001-10-15 2004-03-02 Ac Photonics, Inc. Dense wavelength division multiplexer configuration
US6778374B2 (en) * 2002-01-04 2004-08-17 Hubbell Incorporated Reinforced arrester housing
US7436283B2 (en) * 2003-11-20 2008-10-14 Cooper Technologies Company Mechanical reinforcement structure for fuses
KR100548978B1 (ko) * 2003-12-09 2006-02-13 정용기 공간전하 분산형 피뢰장치
US8117739B2 (en) * 2004-01-23 2012-02-21 Cooper Technologies Company Manufacturing process for surge arrester module using pre-impregnated composite
US7075406B2 (en) * 2004-03-16 2006-07-11 Cooper Technologies Company Station class surge arrester
US7633737B2 (en) * 2004-04-29 2009-12-15 Cooper Technologies Company Liquid immersed surge arrester
CN101331562B (zh) * 2005-10-19 2011-06-01 东莞令特电子有限公司 变阻器及制造方法
US20100189882A1 (en) * 2006-09-19 2010-07-29 Littelfuse Ireland Development Company Limited Manufacture of varistors with a passivation layer
US7660093B2 (en) 2007-11-20 2010-02-09 Hubbell Incorporated Arrester block module assembly and method
CN102280234A (zh) * 2010-06-11 2011-12-14 吴昌德 可测量阀片泄漏电流的串联间隙避雷器
SI23462B (sl) * 2010-08-26 2015-06-30 Eti Elektroelement D.D. Varistorska varovalka
CN103000323B (zh) * 2012-12-05 2015-09-30 中国西电电气股份有限公司 超高压复合外套避雷器端部一次封胶方法
DE102017214287A1 (de) * 2017-08-16 2019-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Überspannungsableiter und Herstellungsverfahren für einen Überspannungsableiter
US11380464B2 (en) * 2018-01-18 2022-07-05 Hitachi Energy Switzerland Ag Surge arrester and associated manufacturing method
WO2019243030A1 (fr) * 2018-06-18 2019-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Dispositif de séparation pour un déflecteur de surtension
WO2020043452A1 (fr) * 2018-08-30 2020-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Matériel électrique et procédé de fabrication d'un matériel électrique
US11894166B2 (en) 2022-01-05 2024-02-06 Richards Mfg. Co., A New Jersey Limited Partnership Manufacturing process for surge arrestor module using compaction bladder system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3018406A (en) * 1958-07-17 1962-01-23 Westinghouse Electric Corp Lightning arrester
EP0397163A1 (fr) * 1989-05-12 1990-11-14 Sediver, Societe Europeenne D'isolateurs En Verre Et Composite Enveloppe étanche à base d'enroulement filamentaire, et parafoudre composite en faisant application
EP0443286A1 (fr) * 1988-12-30 1991-08-28 FERRAZ Société Anonyme Dispositif parafoudre pour la protection des lignes électriques
GB2258352A (en) * 1991-08-02 1993-02-03 Ngk Insulators Ltd Overvoltage arrester
EP0549432A1 (fr) * 1991-12-20 1993-06-30 Soule Materiel Electrique Parafoudre à propriétés mécaniques améliorées
FR2698736A1 (fr) * 1992-11-27 1994-06-03 Soule Sa Perfectionnements aux parafoudres à varistances notamment pour haute tension.

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2258352B1 (fr) 1974-01-18 1976-10-08 Saint Gobain
US4656555A (en) * 1984-12-14 1987-04-07 Harvey Hubbell Incorporated Filament wrapped electrical assemblies and method of making same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3018406A (en) * 1958-07-17 1962-01-23 Westinghouse Electric Corp Lightning arrester
EP0443286A1 (fr) * 1988-12-30 1991-08-28 FERRAZ Société Anonyme Dispositif parafoudre pour la protection des lignes électriques
EP0397163A1 (fr) * 1989-05-12 1990-11-14 Sediver, Societe Europeenne D'isolateurs En Verre Et Composite Enveloppe étanche à base d'enroulement filamentaire, et parafoudre composite en faisant application
GB2258352A (en) * 1991-08-02 1993-02-03 Ngk Insulators Ltd Overvoltage arrester
EP0549432A1 (fr) * 1991-12-20 1993-06-30 Soule Materiel Electrique Parafoudre à propriétés mécaniques améliorées
FR2698736A1 (fr) * 1992-11-27 1994-06-03 Soule Sa Perfectionnements aux parafoudres à varistances notamment pour haute tension.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1067565A3 (fr) * 1999-07-09 2002-05-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Limiteur de surtension et son procédé de fabrication
EP1143460A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Limiteur de surtension

Also Published As

Publication number Publication date
TR199802055T2 (xx) 1999-01-18
BR9708649A (pt) 2000-01-04
ATE225561T1 (de) 2002-10-15
AU2641197A (en) 1997-11-07
FR2747500A1 (fr) 1997-10-17
EP0958584A1 (fr) 1999-11-24
FR2747500B1 (fr) 1998-06-26
ES2180971T3 (es) 2003-02-16
DE69716132T2 (de) 2003-08-14
DE69716132D1 (de) 2002-11-07
US6185813B1 (en) 2001-02-13
PT958584E (pt) 2003-01-31
EP0958584B1 (fr) 2002-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0958584B1 (fr) Parafoudre perfectionne a base de varistances
EP0605265B1 (fr) Parafoudres à varistances notamment pour haute tension
CA1310811C (fr) Procede de fabrication d'un parafoudre et parafoudre obtenu par ce procede
CA1238458A (fr) Procede de moulage du revetement isolant d'un isolateur electrique organique de grande longueur et isolateur electrique obtenu par ce procede
CA2016590C (fr) Enveloppe etanche a base d'enroulement filamentaire, et parafoudre composite en faisant application
CA1305513C (fr) Procede de fabrication d'un parafoudre et parafoudre obtenu par ce procede
EP0274674B1 (fr) Procédé de fabrication d'un parafoudre et parafoudre obtenu par ce procédé
FR2725302A1 (fr) Un isolateur electrique equipe de fibres optiques et son procede de fabrication
CA2356383C (fr) Parafoudre perfectionne a base de varistances electriques
CA2085864C (fr) Parafoudre a proprietes mecaniques perfectionnees
FR2576465A1 (fr) Joint de cables electriques, notamment pour haute tension
EP2760030A1 (fr) Cable d'énergie et/ou de télécommunication comportant au moins une couche éléctriquement isolante
EP0851549B1 (fr) Parafoudre avec une enveloppe en matière thermoplastique ayant une surface extérieure gaufrée
FR2498022A1 (fr) Procede et equipement de realisation de jonctions de conducteurs electriques a isolant sec pour tensions elevees
FR2503441A1 (fr) Nouveau cable electrique
FR2754128A1 (fr) Dispositif de chauffage electrique, procede de fabrication et radiateur ainsi equipe
WO2010058025A1 (fr) Surmoulage pour ampoule a vide
EP2384452B1 (fr) Protection de fibres optiques pour isolateurs electriques
FR2670956A1 (fr) Procede de raccordement par moulage entre un connecteur metallique et un cable gaine, et raccordement moule ainsi obtenu.
FR2655488A1 (fr) Procede et dispositif pour le raccordement de cables electriques.
FR2685533A1 (fr) Parafoudre comprenant une piece de contact perfectionnee.
EP2819251A1 (fr) Dispositif d'extrémité pour câble électrique
FR2489583A1 (fr) Procede et dispositif pour etancher des cables electriques
FR2884642A1 (fr) Dispositif de protection d'un transformateur a isolation par bain dans une cuve contenant un dielectrique liquide

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GE GH HU IL IS JP KE KG KP KR KZ LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH KE LS MW SD SZ UG AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997918198

Country of ref document: EP

Ref document number: 1998/02055

Country of ref document: TR

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

NENP Non-entry into the national phase

Ref document number: 97536795

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09171217

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997918198

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1997918198

Country of ref document: EP