<Desc/Clms Page number 1>
SYSTEME DE PROTECTION DES APPAREILS ELECTRIQUES.
On a éprouvé jusqu'ici des difficultés pour protéger de manière efficace contre les surtensions transitoires, les appareils comportant un conducteur monté de manière isolante sur un isolateur de traversée, supporté par une pièce métallique mise à la terre.
Lorsque l'isolateur conduit, à travers la pièce métallique,à la terre, un conducteur à haute tension relié, par exemple, à un enroulement de transformateur dans une cuve dont la pièce métallique fait partie intégrante, on a suggéré de prévoir deux ou plusieurs éclateurs en série, dans l'air, dont les électrodes extrêmes sont consti- tuées par le conducteur supporté par l'isolateur et par la pièce métallique à la terre, la ou les électrodes intermédiaires des éclateurs étant supportées sur une partie in- termédiaire de l'isolateur.
<Desc/Clms Page number 2>
Toutefois, des éclateurs dans l'air ont le défaut de posséde une caractéristi- que de fonctionnement à pente raide, mais présentant un retard sur celle de l'iso- lement des enroulements du transformateur. Des systèmes plus complexes ,qui possè- dent une caractéristique plus favorable, peuvent, dans bien des cas, être économi- quement indésirables.
La présente invention a pour objet un dispositif de protection simple, du type considéré, et qui, tout en étant très facile à construire, présente une carac- téristique de fonctionnement plus favorable que les éclateurs dans l'air mentionnés ci-dessus.
La protection d'un isolateur de traversée contre des surtensions transitoi- res est obtenue, conformément à la présente invention, par la combinaison d'une part de deux ou plusieurs éclateurs de décharge, du type ouvert, disposés en série, et constituant un shunt entre le conducteur supporté par l'isolateur et une pièce mé- tallique mise à la terre sur laquelle l'isolateur est lui-même monté, la ou les élec- trodes Intermédiaires des éclateurs étant supportées en des points Intermédiaires de l'isolateur, et, d'autre part, d'un autre shunt de résistance élevée, connecté entre les électrodes des éclateurs en série et ayant des prises Intermédiaires reliées a. chaque électrode intermédiaire d'éclateur.
La résistance élevée en parallèle avec les éclateurs en série tend à répar- tir uniformément la tension aux bornes des éclateurs intermédiaires et permet d'obte- nir, à la fréquence de la source d'alimentation, des conditions normales de fonction- nement entre le conducteur et la partie métallique mise à la terre, alors qu'un cas de surtensions transitoires, le réseau capacitif, constitué par les supports des électrodes Intermédiaires des éclateurs sur l'Isolateur et par le conducteur contenu dans l'isolateur, tend à produire une distribution non uniforme de la tension et, par conséquent, offre une possibilité de décharge pour une Impulsion relativement faible.
Pour augmenter la capacité, le conducteur de ligne, ou la partie métallique mise à la terre, peuvent se prolonger à l'intérieur de l'isolateur, et les supporta de la, ou des électrodes intermédiaires des éclateurs sur l'isolateur, peuvent avoir une longueur axiale considérable, présentant la forme de bandes qui entourent la sur- face extérieure de l'isolateur en des points intermédiaires prévus sur sa longueur.
La résistance en shunt peut être constituée par un conducteur de résistance appropriée, disposé cote à cote avec l'Isolateur et connecté aux points voulus aux électrodes des éclateurs; mais elle est, de préférence, constituée par une sorte de glaqure semi-conductrice sur la porcelaine de l'isolateur.
<Desc/Clms Page number 3>
On va décrire plusieurs exemples de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre non limitatif, en se référant aux figures schématiques ci-jointes et dans lesquelles : - Les figures 1, 2 et 3 montrent, en coupe, trois dispositions d'isolateurs de traversée, auxquels sont appliqués des éclateurs de protection; - Les figures 4, 5 et 6 sont des schémas montrant, respectivement, les oir- cuits électriques équivalents aux dispositifs des figures 1, 2 et 3.
Les dispositions de réalisation qui seront décrites à propos de ces exemples devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront aussi bien être utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
La figure 1 représente l'invention appliquée à un isolateur de traversée 1, disposé pour faire pénétrer un conducteur électrique 2, de manière isolée, à tra- vers une pièce métallique 3 mise à la terre, On suppose que le conducteur est à haute tension par rapport à la pièce métallique et qu'il représente une borne d'en- roulement de transformateur disposé dans une cuve dont la partie métallique 3 forme partie intégrante.
Dans la réalisation représentée, on dispose deux éclateurs en série entre le conducteur 2 et la plaque 3 mise à la terre, au moyen d'électr@des 4 & 5 reliées électriquement ensemble et supportées sur une partie intermédiaire de l'isolateur, L'électrode 4 est recourbée vers le haut en direction d'une collerette métallique 5' à la partie supérieure de l'isolateur, celle collerette étant en contact avec le conducteur 2, tandis que l'électrode 5 est recourbée vers le bas en direction d'un rebord métallique 3t serré à la partie métallique 3 mise à la terre, et main- tenant l'isolateur en position sur elle.
Les électrodes 4 et 5 sont commodément maintenues sur l'isolateur au moyen d'un collier 7 qui entoure cet isolateur, la longueur axiale de collier étant relativement grande, de manière à augmenter la capacité du conducteur, comme indiqué par le condensateur 8 représenté sur le sché- ma électriquement équivalent de la figure 4.
Au lieu d'allonger le collier 7, on obtient un effet analogue en serrant les électrodes sur un revêtement métallique formé à la surface de l'isolateur. On connecte alors entre le conducteur 2 et la partie métallique 3 mise à la terre, une résistance élevée, représentée par 9 figure 4, et qui peut être constituée, de préférence, par une sorte de glaçure semi-conductrice sur la surface de l'isolateur 1. La résistance élevée 9, branchée en parallèle avec les éclateurs en série, for- @
<Desc/Clms Page number 4>
-més aux extrémités des électrodes 4 & 5, tend à distribuer de manière uniforme aux bornes des éclateurs intermédiaires, la tension existant entre le conducteur 2 et la partie métallique mise à la terre, dans les conditions du fonctionnement à la fréquence du réseau.
La résistance 9 forme également, en association avec la oapa cité 8, la capacité 10 entre l'extrémité supérieure de l'électrode 4 et le conduc- teur 2, la capacité analogue 11 entre l'extrémité inférieure de l'électrode 5 et la pièce 3 mise à la terre, un réseau de capacités et de résistances qui, lors de sur- tensions transitoires, tend à produire une répartition non uniforme de la tension et par conséquent, offre une possibilité de décharge pour une impulsion relativement faible.
La figure 2 montre un dispositif quelque peu analogue à celui de la figure 1 mais dans le cas où le conducteur 2 est supporté par la partie métallique à la ter- re, sans la traverser.
Dans cet arrangement, la partie métallique mise à la terre possède un pro- longement 12 à l'intérieur de l'Isolateur pour augmenter la capacité, représentée en 13 -figure 5, entre les électrodes 4-5 et la terre. Le circuit électrique modi- fié est représenté figure 5.
Les figures 3 & 6 correspondent, respectivement, aux figures 1 et 2, dans le cas où le conducteur 2 est encore supporté par la pièce métallique mise à la terre sans la traverser, la capacité plus grande entre le conducteur 2 et les élec- trodes Intermédiaires étant obtenue en prolongeant'le conducteur 2 à l'Intérieur de l'isolateur 2, conme Indiqué en 14. Cette capacité est représentée en 15 figure 6.