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±2RPECTIOIàXhiENTS AUX OBGANES DE PROTECTION POUR ISOLATEURS ILBOTRIQU3S à HAUTE TENSION
La présente invention est relative aux organes destinés à pro téger les isolateurs de lignes à haute tension contre les effets destructifs des arcs de court-circuit amorcés par les ondes de surtension telles que celles qui se produisent au cours des orages par exemple, et à éteindre les arcs qui ont pu s'amorcer.
On a déjà proposé de faire appel à des électrodes de divers mo- dèles, qu'on installe aux extrémités d'une chaîne d'isolateurs servant à sus- pendre un conducteur sur un support mis à la terre.
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Il arrive fréquemment que ces électrodes sont réalisées, au mom ment de la chaîne, sous forme de cornes, et à l'extrémité inférieure de la chaîne, sous forme de cornes ou sous forme d'anneaux.
On a également appliqué les dispositifè du genre visé dans des installations dans lesquelles le conducteur est monté au-dessus d'un support mis à la terre au moyen d'isolateurs à pied. On a proposé aussi de prévoir des moyens extincteurs pour l'arc, constituée par une matière appropriée ou par un explosif allume lors de la formation d'un arc pour dériver celui-c$ par rapport aux isolateurs, de façon qu'il ne soit pas maintenu pendant une durée assez longue pour pouvoir endommager l'installation.
Mais les dispositifs connus dans la technique présentent divers inconvénients, les uns relatifs au montage ou à la construction mécanique, et les autres relatifs à l'insuffisance des moyens pour faire face à une série ou succession d'arcs*
Ceci posé, la présente invention couvre tout d'abord des dispo- sitifs perfectionnés du genre visé, ainsi qu'un système dans lequel plusieurs fusibles, de préférence du type à expulsin mécanique, sont agencés pour fonc- tionner l'un à la foie ou en succession, de manière à fournir une protection à l'égard d'une série d'arcs. L'invention couvre aussi un anneau de garde ou berceau de protection comportant plusieurs sections munies chacune d'un fusi ble.
Des moyens nouveaux et perfectionnés sont prévus pour supporter las fusibles depuis d'anneau de protection, et pour permettre aux fusibles brûles d'être facilement remplacés par de nouveaux.
Un appareil perfectionné du genre visé ne comporte de préférence q'un seul point de suspension par rapport à la chaîne d'isolateurs, et il peut en conséquence être facilement installé, sans nécessiter des dispositifs de fixation nombreux et compliqués.
L'invention couvre aussi d'autres particularités importantes qui seront exposées en détail plus loin-
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tagas de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple, et dans lesquels :
La Figure 1 représente, en élévation latérale, une chaîne d'iso- lateurs de suspension munie' d'un dispositif de protection conforme à l'inven tien.
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La Figure 2 est une coupe de détail prise suivant la ligne 2-2 de la Figure 1. la Figure 2 est une élévation latérale montrant un anneau de garde ou de protection à l'extrémité inférieure de la chaîne d'isolateurs, avec plusieurs fusibles.
La Figure 4 en est un plan vu par dessus.
Les Figures 5 & 6 sont relatives à une variante.
A l'extrémité supérieure de la chaîne d'isolateurs de suspension, désignée dans son ensemble par la lettre A, est disposé un élément de suspen- sion B permettant de la suspendre à un pylône ou son équivalent. La chaîne est munie à son extrémité inférieure, d'un autre élément de suspension C auquel est reliée une pince D supportant le conducteur de ligne E A l'extrémité su- périeure de la chaîne est prévu un dispositif F, du gsnre des cornes de pro tection
Dans la réalisation représentée Figures 1 et 2, on a prévu un organe 10 formant anneau de garde porté par des isolateurs 11 montés sur des bras 12 dont les extrémités intérieures sont fixées sur une pièce de fixation 13 interposée entre l'isolateur inférieur et l'organe de suspension C, pour la pince D.
La pièce 13 est nécessairement conforme au type de liaisons dont sont mimis les isolateurs, dont certains sans du type clevis tandis que d'autres éléments sont agencés pour être reliés ensemble en chaîne par des liaisons du type à bille et manchon.
Chaque isolateur 11 est muni, à son extrémité supérieure, d'une cornière 14 boulonnée en 15 sur l'anneau de protection et fixée par un boulon 16, sur une pièce d'insertion métallique 17 noyée et fixée à l'intérieur de l'isolateur (voir Figure 2). Les extrémités inférieures des isolateurs sept fixées sur les béas la, parades vis ou boulons 18 vissés dans des pièces 19 ancrées à l'intérieur des isolateurs- On voit que grâce à cette disposition, l'anneau de garde est isolé par rapport à la pince et su conducteur.
Le dispositif protecteur comprend un fusible 20 dont:une extré- mité est reliée électriquement à l'anneau de garde ou de protection, et dont l'autre extrémité est reliée électriquement au conducteur par les éléments s 13 la et 18.
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Le fusible peut être d'une construction quelconque, mais de préférence du type à expulsion qui comprend une pièce extérieure en matière isolante à l'intérieur de laquelle sont placés des éléments métalliques reliés aux contacts terminaux 21.
Pour monter'ce fusible, on a prévu des cornières 22 dont l'une est montée à l'extrémité inférieure d'un isolateur, et l'autre à l'extrémité supérieure de l'autre isolateur, ces cornières étant maintenues par los vis ou boulons 18 et 19 respectivement. Des mâchoires élastiques 23 sont montées sur les cornières, et les extrémités métalliques du fusible peuvent être in- troduites à l'intérieur de ces mâchoires et maintenues par leur pression élas- tique. Il convient d'observer que le fusible s'étend diagonalement et que son extrémité supérieure ou active, en car de production d'un arc dérive celui-ci en l'écartant de la chaîne.
Au cours du fonctionnement, on observe que, du fait que le fu- sible est monté en série entre de conducteur et l'intervalle entre l'anneau de protection et les cornes d'arcs F, lorsqu'un arc éclate comme résultat d'une impulsion ou surtension brusque le long de la ligne la décharge traverse brusquement cet intervalle, et en out re lefusible e est alors fondu,
Dans les fusibles du type visé, les parties intérieures sont pro- jetées extérieurement par la pression de ressorts et l'arc traversant l'inter- valle est en conséquence dérivé et éteint.
Dans la variante représentée Figures 3 et 4, on a prévu un anneau de garde ou de protection formé de deux sections 10a analogues entre les extré- mités desquelles sont interposés des isolateurs 24.
Les sections de l'anneau sont boulonnées sur des cornières 25, fixées de manière quelconque, et par exemple comme décrit ci-dessus, sur les extrémités supérieures des isolateurs 11 dont les extrémités inférieures sont fixées sur les bras 12, comme décrit plus haut.
Chaque cornière ou oonsole 25 est munie de m&choires 26. Sur les extrémitéa inférieures des isolateurs sont fixées d'autres cornières ou consoles 27 correspondant aux consoles 22'et munies de mâchoires 28.
Dals l'exemple choisi, du fait qu'on a prévu deux sections d'an- neau, on rait appel à deux fusibles 20 dont les contacts terminaux 21 sont en- gagés à l'intérieur des machiners opposées 28 et 26.
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On voit que, grâce à cet arrangement, les fusibles sont disposés diagonalement par rapport à la verticale, et l'un par rapport à l'autre, chaque fusible ayant une extrémité en liaison électrique avec le conducteur, et l'au- tre extrémité en liaison électrique avec l'anneau de protection, de manière à se trouver en série avec l'intervalle entre l'anneau et les cornes d'arc.
Dans cette réalisation, le fonctionnement est exactement le même que celui de la première réalisation, la seule différence étant qu'en raison de la présence de deux fusibles, il y a une meilleure protection contre les arcs de court-circuit pouvant se produire deux fois, sur un seul fusible est soufflé ou brûlé dans chaque cas.
Les explications précédentes permettent de comprendre que l'in- vention fournit un système de construction simple et économique pour protéger les chaînes d'isolateurs contre tout dommage en eas de flash-over en permet- -tant d'éviter toute interruption de service.
Après une tempête ou d'autres Intempéries équivalentes, pouvant entraîner des arcs, il est facile d'inspecter une ligne pour déterminer si les fusibles ont été brûlés, et de remplacer ceux qui l'ont été, pour que la ligne soit parfaitement remise en ordre pour le service ultérieur*
Suivant une variante représentée Figures 5 et 6, on peut disposer les fusibles sur les cornes supérieures au lieu de les monter, comme précédem- ment, an dessous de l'anneau de protection-
Cette forme de réalisation modifiée est représentée dans son ap- plication à un conducteur à haute tension 31 supporté par des organes de fixa- tion et de serrage 32, depuis l'extrémité inférieure de la chaîne isolante 33 suspendue à son extrémités supérieure, sur un bras de support 34.
Un joug 35 est monté à l'extrémité supérieure de la structure 33 et est relié électriquement au bras 34, de façon à être mis à la terre par ce- lui-ci, vers le pylône, de manière usuelle- La structure isolante 33 est cons- tituée par une chaine d'isolateurs
Le joug 35 est agencé pour constituer deux cornes 36 qui s'éten- dent vers l'extérieur et radialament au-delà de l'isolateur le plus élevé de la chaîne, avec une inclinaison vers le bas, en constituant ainsi les cornes d'arc utilisées dans les structures du type envisagé.
Un anneau de protection 37 est supporté à l'extrémité inférieure de la chaîne d'isolateurs par des bras 38 s'étendant depuis le dispositif de
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fixation 32 Cet anneau 37 peut être remplacé par des cornes d'arc. 'De préfé- rence, cet anneau est cintré pour constituer effectivement deux bornes d'arc 39 qui sont disposées en alignement avec les parties terminales des cornes 36.
Ceci posé, on fait appel suivant l'invention, à des fusibles 49' montés dans des colliers ou pinces 50. Une de ces pinces est fixée autour de la partie extrême de la corne 36, tandis que l'autre est fixée sur une pointe d'arc effilée 51 fixée à l'extrémité inférieure d'un élément isolant 52, lui- même fixé à l'extrémité extérieure ou inférieure de la corne 36.
Le fusible 49 comprend un tube 53 de verre ou autre matière isolante appropriée, muni à ses extrémités de bornes (non représentées).
Un élément fusible est fixé à une extrémité sur un des capots ou ferrures, et est relié, à l'autre extrémité, à un ressort de tension 54 dont l'autre extrémité est fixée à l'autre extrémité du bâti de fusible,
Un conducteur flexible approprié est associé au ressort pour con- duire le courant vers l'élément fusible, sans soumettre le ressort à un effort de chauffage genant ou nuisible.
Le tube 53 est rempli de tétrachlorure de carbone, ou d'un liqui- de extincteur analogue, et lorsque l'élément fusible est fondu par la chaleur du courant le traversant, le ressort se contracte, de façon à séparer les bor- nes d'arc, en étirant l'arc dans le liquide qui agit pour l'éteindre rapidement
Bien entendu, si on le désire, on peut prévoir plus de deux fu- sibles, de manière à assurer une opération répétée, sans qu'il soit nécessaire de faire des remplacements fréquents.
Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
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± 2RPECTIOIàXhiENTS TO PROTECTION OBGANES FOR ILBOTRIC3S HIGH VOLTAGE INSULATORS
The present invention relates to devices intended to protect high voltage line insulators against the destructive effects of short-circuit arcs initiated by overvoltage waves such as those which occur during thunderstorms for example, and to extinguish the arcs that may have started.
It has already been proposed to use electrodes of various models, which are installed at the ends of a string of insulators serving to suspend a conductor on a grounded support.
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It often happens that these electrodes are made, at the moment of the chain, in the form of horns, and at the lower end of the chain, in the form of horns or in the form of rings.
The devices of the kind referred to have also been applied in installations in which the conductor is mounted above a support earthed by means of foot insulators. It has also been proposed to provide extinguishing means for the arc, consisting of a suitable material or of an explosive ignites during the formation of an arc in order to derive the latter with respect to the insulators, so that it is not not maintained for a long enough time to be able to damage the installation.
But the devices known in the art have various drawbacks, some relating to assembly or mechanical construction, and others relating to the inadequacy of the means to cope with a series or succession of arcs *
This being said, the present invention first of all covers improved devices of the kind referred to, as well as a system in which several fuses, preferably of the mechanical expeller type, are arranged to operate one by one. or in succession, so as to provide protection against a series of arcs. The invention also covers a guard ring or protective cradle comprising several sections each provided with a fuse.
New and improved means are provided for supporting fuses from the shield ring, and for allowing burnt out fuses to be easily replaced with new ones.
An improved apparatus of the kind referred to preferably only has a single point of suspension with respect to the string of insulators, and it can therefore be easily installed, without requiring numerous and complicated fixing devices.
The invention also covers other important features which will be explained in detail below.
The new features and the advantages of the invention will be better understood by referring to the following description and the accompanying drawings, given simply by way of example, and in which:
Figure 1 shows, in side elevation, a chain of suspension isolators provided with a protective device according to the invention.
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Figure 2 is a detail sectional view taken along line 2-2 in Figure 1. Figure 2 is a side elevation showing a guard or protection ring at the lower end of the insulator string, with several fuses .
Figure 4 is a plan seen from above.
Figures 5 & 6 relate to a variant.
At the upper end of the chain of suspension insulators, denoted as a whole by the letter A, is arranged a suspension element B enabling it to be suspended from a pylon or its equivalent. The chain is provided at its lower end, with another suspension element C to which is connected a clamp D supporting the line conductor EA the upper end of the chain is provided a device F, of the pro horns. tection
In the embodiment shown in Figures 1 and 2, there is provided a member 10 forming a guard ring carried by insulators 11 mounted on arms 12 whose inner ends are fixed to a fastening part 13 interposed between the lower insulator and the suspension member C, for clamp D.
The part 13 necessarily conforms to the type of connections which the insulators are mimicked, some of which are not of the screw type while other elements are arranged to be connected together in a chain by connections of the ball and sleeve type.
Each insulator 11 is provided, at its upper end, with an angle 14 bolted at 15 on the protection ring and fixed by a bolt 16, on a metal insert 17 embedded and fixed inside the insulator (see Figure 2). The lower ends of the seven insulators fixed on the beas la, parades screws or bolts 18 screwed into parts 19 anchored inside the insulators - We see that thanks to this arrangement, the guard ring is isolated from the clamp and the driver.
The protective device comprises a fuse 20 of which: one end is electrically connected to the guard or protection ring, and the other end of which is electrically connected to the conductor by the elements 13 la and 18.
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The fuse can be of any construction, but preferably of the expulsion type which comprises an outer piece of insulating material inside which are placed metallic elements connected to the terminal contacts 21.
To mount this fuse, angles 22 are provided, one of which is mounted at the lower end of an insulator, and the other at the upper end of the other insulator, these angles being held by los screws or bolts 18 and 19 respectively. Elastic jaws 23 are mounted on the angles, and the metal ends of the fuse can be inserted inside these jaws and maintained by their elastic pressure. It should be observed that the fuse extends diagonally and that its upper or active end, when producing an arc, drifts it away from the chain.
During operation, it is observed that, because the fuse is connected in series between the conductor and the gap between the protection ring and the arc horns F, when an arc occurs as a result of a sudden pulse or surge along the line the discharge suddenly crosses this interval, and in addition the fuse is then melted,
In fuses of the type referred to, the internal parts are thrown outwardly by the pressure of the springs and the arc crossing the gap is consequently bypassed and extinguished.
In the variant shown in Figures 3 and 4, there is provided a guard or protection ring formed of two similar sections 10a between the ends of which are interposed insulators 24.
The sections of the ring are bolted on angles 25, fixed in any way, and for example as described above, on the upper ends of the insulators 11, the lower ends of which are fixed on the arms 12, as described above.
Each angle or oonsole 25 is provided with jaws 26. On the lower ends of the insulators are fixed other angles or brackets 27 corresponding to the brackets 22 'and provided with jaws 28.
In the example chosen, since two ring sections have been provided, two fuses 20, the terminal contacts 21 of which are engaged inside the opposing machines 28 and 26, would be used.
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It can be seen that, thanks to this arrangement, the fuses are arranged diagonally with respect to the vertical, and with respect to each other, each fuse having one end in electrical connection with the conductor, and the other end in electrical connection with the protection ring, so as to be in series with the gap between the ring and the arc horns.
In this embodiment, the operation is exactly the same as that of the first embodiment, the only difference being that due to the presence of two fuses, there is better protection against short-circuit arcs which can occur twice. , on only one fuse is blown or burnt in each case.
From the foregoing explanations it will be understood that the invention provides a simple and economical construction system for protecting the strings of insulators against any damage in the event of flash-over while making it possible to avoid any interruption of service.
After a storm or other equivalent inclement weather, which can cause arcs, it is easy to inspect a line to determine if the fuses have been blown, and to replace those that have been, so that the line is fully restored. order for further service *
According to a variant shown in Figures 5 and 6, the fuses can be placed on the upper horns instead of mounting them, as before, below the protection ring.
This modified embodiment is shown in its application to a high voltage conductor 31 supported by fasteners and clamps 32, from the lower end of the insulating chain 33 suspended at its upper end, on a support arm 34.
A yoke 35 is mounted at the upper end of the structure 33 and is electrically connected to the arm 34, so as to be earthed by the latter, towards the pylon, in the usual manner. The insulating structure 33 is made up of a chain of insulators
The yoke 35 is arranged to constitute two horns 36 which extend outwardly and radially beyond the uppermost insulator of the chain, with a downward slant, thus constituting the horns of the chain. arch used in structures of the type envisaged.
A protection ring 37 is supported at the lower end of the string of insulators by arms 38 extending from the device.
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fixing 32 This ring 37 can be replaced by arc horns. Preferably, this ring is curved to effectively constitute two arc terminals 39 which are disposed in alignment with the end portions of the horns 36.
This being said, recourse is had according to the invention to fuses 49 'mounted in collars or clamps 50. One of these clamps is fixed around the end part of the horn 36, while the other is fixed on a point. tapered arc 51 fixed to the lower end of an insulating element 52, itself fixed to the outer or lower end of the horn 36.
The fuse 49 comprises a tube 53 of glass or other suitable insulating material, provided at its ends with terminals (not shown).
A fuse element is fixed at one end to one of the covers or fittings, and is connected, at the other end, to a tension spring 54, the other end of which is fixed to the other end of the fuse frame,
A suitable flexible conductor is associated with the spring to conduct current to the fuse element, without subjecting the spring to an inconvenient or detrimental heating force.
Tube 53 is filled with carbon tetrachloride, or a similar extinguisher liquid, and when the fuse element is melted by the heat of the current passing through it, the spring contracts, so as to separate the terminals of 'arc, stretching the arc through the liquid which acts to extinguish it quickly
Of course, if desired, more than two fuses can be provided, so as to ensure repeated operation, without it being necessary to make frequent replacements.
It is understood that the arrangements and applications which have been indicated above, by way of example, are in no way limiting, and that one can depart from them without thereby departing from the scope of the invention.