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PARAFOUDRE.
La présente invention concerne les parafoudres, et plus particuliè- rement la construction des parafoudres du type à expulsion.
Les parafoudres à expulsion consistent en une pièce d'expulsion ou parafoudre proprement dit, montée dans une enveloppe isolante, habituel- lement en porcelaine. La pièce d'expulsion est constituée par un tube dont la paroi intérieure est faite d'une matière isolante capable de produire des gaz sensiblement non ionisés, quand elle est exposée à un arc électrique, et par des électrodes, une à chaque extrémité du tube, une des électrodes au moins pénétrant à l'intérieur du tube de manière à établir un trajet inté- rieur de décharge entre les électrodes!) et au moins une extrémité du tube ayant un évent. En fonctionnement, quand un arc s'établit entre les électro- des à l'intérieur du tube,
il se produit une grande quantité de gaz qui est expulsée en un jet par l'évent!) désionisant le trajet de l'arc et éteignant l'arc en soufflant les gaz au dehorso
Dans les parafoudres à expulsion de construction classique, la pièce d'expulsion est montée dans l'enveloppe en porcelaine au moyen,de pie- ces filetées qui réunissent les parties du parafoudre et l'enveloppe par serrageCe montage habituel produit des contraintes ou tensions mécaniques importantes sur la pièce d'expulsion, contraintes Indésirables parce que la pièce d'expulsion doit résister à des contraintes d'impact très élevées lors du fonctionnement du parafoudre.
Si la pièce d'expulsion est déjà pré- contrainte par le montage, les contraintes maxima qu'elle pourra supporter en service sont réduites d'autant, et la capacité du parafoudre en courants élevés de surtension et de réseau est sérieusement diminuée. Avec le monta- ge habituel., des contraintes notables sont aussi appliquées à l'enveloppe de porcelaine, ce qui augmente les chances de bris de la porcelaineo Le monta- ge habituel présente aussi le défaut d'un assemblage définitif, difficile à démonter pour l'inspection ou le remplacement de la pièce d'expulsiono
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La présente invention a pour buts de procurer :
- principalement un parafoudre à expulsion dans lequel aucune contrainte notable ne soit appliquée ni à la pièce d'expulsion, ni à l'en veloppe isolanteet dont la pièce d'expulsion puisse être enlevée facile- ment pour inspection ou remplacement, sans déranger le montage de l'envelop- pe; - un parafoudre à expulsion dans lequel la pièce d'expulsion soit maintenue dans l'enveloppe au moyen d'un dispositif élastique attaché à la partie inférieure de la pièce d'expulsion permettant l'emploi de par- ties simples et peu coûteuses pour un montage et un démontage rapides et ai- sés, de sorte que le coût du parafoudre soit notablement réduit, et dont la pièce d'expulsion puisse être facilement enlevée pour l'inspection ou le rem- placement;
- un parafoudre à expulsion dans lequel le dessus de l'envelop- pe en porcelaine soit obturé au moyen d'un chapeau simple et peu coûteux fixé hermétiquement à l'enveloppe par glaçage ou un moyen équivalent, ce qui supprime le chapeau encombrant et le joint cimenté nécessaires auparavant, facilite la fabrication et abaisse le prix de revient du parafoudre;
- un parafoudre à expulsion dans lequel soit inclus, à l'inté- rieur de l'enveloppe, l'éclateur série toujours associé à un parafoudre de ce type, et dans lequel une électrode de l'éclateur série soit montée dans un chapeau de construction économique qui s'adapte sur le dessus de l'enve- loppe et y soit fixé par glaçage ou par un autre moyen de fixation herméti- quece qui assure une construction simple et peu coûteuse.
L'invention ressortira clairement de la description détaillée, donnée ci-après d'une forme d'exécution préférée qui est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexée
La figure 1 est une coupe verticale d'un parafoudre conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en plan du fond du parafoudreo
L'invention est représentée sous la forme d'un parafoudre à expul- sion comprenant une pièce d'expulsion 1 montée dans une enveloppe en porce- laine 2 ou en une autre matière convenable résistant aux imtempérieso La piè- ce d'expulsion 1 comprend un tube ou pièce tubulaire 3 en fibre dure ou une autre matière appropriée capable de produire des gaz sensiblement non ioni- sés quand elle est exposée à la chaleur d'un arc électrique.
Une électrode supérieure 4, pénétrant dans l'extrémité supérieure du tube 3, est représen- tée sous la forme d'un manchon en acier qui s'adapte sans serrage dans le tu- be et dont la partie supérieure filetée fixe par serrage l'électrode au tu- be de manière à pouvoir résister à la contrainte axiale développée lors du fonctionnement du parafoudre.
Une tige 5 à tête 6 est vissée dans la partie supérieure de l'électrode 4 et dépasse le bout supérieure du tube 3 de manière à constituer une des électrodes d'un éclateur série, inclus comme décrit ci- aprèso Un manchon isolant 7 est glissé sur la tige 5 et plusieurs rondelles isolantes 8 sont intercalées entre le dessus de l'électrode 4 et le manchon 7, dans le but de régler la position de la tête 6 de la tige 5 et obtenir ainsi l'écartement voulu entre électrodes de l'éclateuro
L'extrémité inférieure du tube 2 porte une électrode-inférieure 9.
Celle-ci consiste en une pièce en acier de forme générale cylindrique avec un grand évent central 10 ; elle est vissée ou autrement fixée sur la paroi extérieure du tube 3. Une charge 11 en fibre dure ou en une autre matière i- solante à gaz convenable est placée dans l'alésage du tube 3 entre les élec- trodes 4 et 9 afin de réduire la trajectoire de l'arc entre les électrodes et d'augmenter la surface de la matière à gaz exposée à l'arc.
Tout type ap- proprié de charge peut être utilisé, la charge représentée étant du type à rainure hélicoïdales Cette rainure hélicoïdale 12, taillée dans la paroi de la charge 11 d'un bout à l'autre de celle-ci, provoque un mouvement circon- férentiel des gaz.. dans le but d'obtenir une usure plus uniforme de la charge
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et du tube et d'allonger l'arc de façon à faciliter son interruptiono La charge peut être immobilisée mais elle se trouvera dé préférence libre à l'intérieur du tube,
posée sur un support en acier 13 serré entre l'élec- trode inférieure 9 et le fond du tube 3 et percé de préférence d'une série d'évents périphériques 14 par lesquels les gaz s'échappent de l'intérieur du tubeo
Une pièce terminale 15 est attachée à l'électrode inférieure 90 Elle peut être d'un type quelconque et est représentée sous la forme d'un plat en acier avec une patte 16 et un évent 17.La pièce terminale 15 est attachée au bas de 1-'électrode inférieure 9 par brasage, ou par un autre moyen convenable, l'évent 17 correspondant avec l'évent 10 de l'électrode inférieure.
Une borne 18 de type approprié quelconque est montée sur la pat- te 16 pour connecter un conducteur de terre à la pièce terminale 15, un évi- dement ou creux 19 étant pratiqué dans l'enveloppe 2 à l'endroit de la bor- ne 18 afin de faciliter l'entrée du conducteur de terreo
L'enveloppe 2 est un capot creux de forme générale cylindrique, en porcelaine, servant à recevoir et à protéger la pièce d'expulsion 1.
L'extrémité inférieure de l'enveloppe est pourvue d'un épaulement intérieur 20 et en-dessous une rainure circulaire 21 constituant un autre épaulement intérieur faisant face au première Une rondelle en acier 22 portée par l'é- lectrode inférieure 9 de la pièce d'expulsion est appliquée de préférence contre un épaulement de l'électrode, et la rondelle 22 se place contre l'é- paulement intérieur 20 de l'enveloppe 2, un joint 23 étant intercalé entre la rondelle et l'enveloppe.
La pièce d'expulsion 1 est maintenue dans l'en- veloppe 2 par une pièce élastique ou ressort 24 appliquée contre l'électro- de inférieure 9; Comme la figure 2 le montre, la pièce 24 consiste en une pièce allongée élastique 24 avec une ouverture centrale 25, qui vient se glisser sur la partie inférieure de plus petit diamètre de l'électrode 9, de manière à venir s'appliquer contre un épaulement de l'électrode.La piè- ce ressort 24 peut être découpée dans de la tôle d'acier ou une autre ma- tière élastique convenable.
Pour l'assemblage du parafoudre, la pièce ressort 24 est glis- sée sur la pièce terminale 15 et la partie inférieure de l'électrode 9, de façon à appliquer sa partie centrale contre l'épaulement de 1-'électrode 90 La pièce d'expulsion 1 est introduite axialement dans l'enveloppe 2, la rondelle 22 portant contre 1?épaulement 20 de 19enveloppe et les bouts de la pièce ressort 24 sont pincés dans la rainure 21. Les extrémités de la pièce 24 portent donc contre 1-'épaulement intérieur constitué par la rainu- re 21, et sa partie centrale porte contre l'électrode inférieure 9.
Comme l'électrode porte la rondelle 22 qui porte contre l'enveloppe, la force axiale, appliquée sur l'électrode 9 par la pièce ressort 24, maintient la rondelle serrée contre 1?épaulement 20, et la pièce d'expulsion est immobi- lisée dans l'enveloppe de façon rigide et fermée On remarquera qu'avec ce genre de montage de la pièce d'expulsion il n'- a pratiquement pas de pré- contraintes ni dans la pièce d'expulsion, ni dans 19 enveloppe
Le dessus de 1?enveloppe 2 peut être obturé de toute manière appropriée, mais dans la forme d'exécution préférée représentée au dessin, le dessus est obturé par un chapeau en porcelaine 26 en forme de rondelle.
Un épaulement intérieur pratiqué dans la paroi intérieure de l'enveloppe 2 à 1?extrémité supérieure de celle-ci reçoit le chapeau 26 qui s9adapte ainsi dans un évidement annulaire et est hermétiquement uni à l'enveloppe 2 par glaçage ou.un moyen équivalente comme indiqué en 270 On obtient ain- si une construction simple et économique,
puisque le chapeau en porcelaine lui-même est peu coûteux et qu'il peut être mis en place avant cuisson de l'enveloppe en porcelaine. Le joint par glaçage se fait alors pendant l'opé- ration de cuisson nécessaire dans la fabrication de l'enveloppe en porcelai- ne 2o On obtient donc une grande simplification de la construction et une réduction sérieuse du prix de revient par comparaison avec le montage ha- bituel utilisant un grand chapeau cimenté à l'enveloppe après assemblage du parafoudre.
Le joint obtenu par glaçage est hermétique à l'humidité, ne né-
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cessite pas de joints séparés et peut facilement être vérifié par inspec- tion visuelle
Les parafoudres. du type à expulsion utilisent toujours un écla- teur série servant à isoler le parafoudre du réseau sous tension normale, de façon que le tube en fibre ne soit pas soumis continuellement à la ten- sion normale du réseauo Dans la forme d'exécution préférée de la présente invention représentée au dessin, l'éclateur série est enfermé dans la par- tie supérieure de l'enveloppe 2.
Comme il a été dit, la tête 6 de la tige 5 constitue une électrode de 1-'éclateur. L'autre électrode est constituée par la tête 28 d'un boulon 29 qui passe par une ouverture centrale 30 pra- tiquée dans le chapeau en porcelaine 26, un joint 31 étant glissé sous la tête du boulon pour obturer l'ouverture.
Des rondelles en acier 32 peuvent être glissées sur le boulon 29 de manière à venir se poser sur le dessus du chapeau 26 et le boulon est fixé au moyen d'un écrou 33Un écrou 34 et une pièce de serrage 35 appropriée quelconque sont montés sur le boulon 29 à l'effet de serrer un conducteur 36 sur le boulon, et une couverture en ma- tière isolante 37 est vissée sur le bout supérieur du boulon et sert à cou- vrir et à protéger le conducteur et l'extrémité du boulon,
de manière qu'au- cune partie sous tension ne soit exposée à l'airo On peut constater que la tête 28 du boulon 29 et la tête 6 de la tige 5 constituent un éclateur 38 mis en série avec l'éclateur d'expulsion constitué par les électrodes 4 et 90 L'écartement entre les électrodes de l'éclateur 38 est déterminé avec précision en utilisant le nombre voulu de rondelles 8 de l'épaisseur appro- priée qui définit l'emplacement de la tête 6 par rapport au tube 3, de sor- te que l'on obtient facilement la distance correcte d'éclatemento Un écran métallique 39 peut être serré sous la tête 6 de la tige 5¯de façon à pro- téger la partie supérieure du tube 3 et la paroi intérieure de l'enveloppe 2 contre les dépôts métalliques projetés par l'électeur 380
En fonctionnement,
le conducteur 36 est connecté à une ligne, ou à une borne d'un appareil de protection., comme un transformateur, et la borne de terre 18 est mise à la terreo Quand une surtension, due par exem- ple à la foudre, se produit, l'éclateur 38 et l'éclateur d'expulsion consti- tué par les électrodes 4 et 9 se mettent en court-circuit en série pour ame- ner la surtension à la terreo L'arc produit dans la trajectoire intérieure réduite entre la paroi du tube 3 et la charge 11 produit de grandes quanti- tés de gaz sensiblement non ionisés qui désionisent la trajectoire de l'arc et qui sont expulsées en un jet par le trou de ventilation 10 de manière à éteindre l'arc et interrompre ainsi le courant de réseau qui succède à la surtensiono La charge à entaille hélicoïdale force les
gaz à circuler circon- férentiellement., ce qui réduit l'usure ou érosion du tube et de la charge et la rend uniformes et allonge l'arc en l'entraînant dans la rainure hélicoï- dale facilitant ainsi l'interruption de l'arco
La description ci-dessus montre que l'invention procure un sup- port élastique qui sert à la fixation rigide de la pièce d'expulsion dans l'enveloppe 2, sans appliquer à la pièce d'expulsion des contraintes nota- bles, ce qui était inévitable avec les types de serrage utilisés auparavant pour le montage de la pièce d'expulsion,
malgré que ces contraintes appli- quées à la pièce d'expulsion fussent tout-à-fait indésirables parce qu'elles diminuaient le pouvoir de résistance du parafoudre aux fortes sollicitations qu'il subit pendant une décharge Il faut remarquer aussi que l'enveloppe n'est pas sérieusement sollicitée non pluso La nouvelle construction permet de plus de réduire sérieusement le prix des parafoudres à expulsion, puis- que le montage de la pièce d'expulsion se fait au moyen de pièces simples, peu coûteuses et que l'assemblage du parafoudre peut se faire aisément dans l'enveloppe sans l'emploi d'outils:
, en un temps qui n'est qu'une petite frac- tion du temps nécessaire au montage des parafoudres antérieurs. Il s'ensuit évidemment une réduction importante du prixo Le nouveau type de parafoudre présente encore l'avantage important d'un enlèvement aisé de la pièce d'ex- pulsion 1 sur place pour l'inspection ou le remplacement, sans outils, sans endommager ni la pièce d'expulsion ni l'enveloppe et sans déranger la fixa- tion de l'enveloppe sur son supporte Le nouveau type de parafoudre a donc
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de nombreux avantages, comparé aux parafoudres courants utilisés jusqu', ici.
Le chapeau 26 fixé par glaçage constitue aussi une caractéris- tique avantageuse du nouveau parafoudre parce qu'il simplifie la fabri- cation et réduit le coût de l'enveloppe, comme déjà expliquée Avec ce nou- veau chapeau, le parafoudre est moins encombrant, puisqu'il n'a plus le grand chapeau surplombant avec son grand joint cimentéo Le nouveau chapeau est évidemment lui-même moins coûteux que les anciens grands chapeaux de forme relativement plus compliquée.
On voit donc que l'invention procure un parafoudre à expulsion ayant de multiples avantageso De nombreux changements et modifications peu- vent y être apportéssans sortir du cadre de l'invention. Ainsi le chapeau fixé par glaçage n'est pas indispensable au montage par ressort de la piè- ce d'expulsion, et on peut utiliser tout autre fermeture appropriée pour obturer le dessus de l'enveloppée D'autre part, si on le désire, on peut utiliser un éclateur série extérieur au lieu de l'éclateur ,incorporé repré- senté. L'invention n'est évidemment pas limitée aux détails de construction ni à la combinaison de pièces représentés et décrits ci-dessus à titre d'exemple.