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"Colonne isolante pour installations électriques"
La présente invention est relative à une colonne isolan- te à haute résistance à la flexion, obtenue par une pré-compression, et utilisable comme isolateur de sous-station électrique ou comme console isolante dans les lignes électriques aériennes.
On connaît depuis très longtamps, dans la technique des installations électriques,]. 'utilisation de colonnes en porcelai- ne pour le support d'appareillages d'installations électriques.
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Ces <t)0)<Mt 1QJINII wn# ut1U."." depu1a \me ,triode pliw r'c¯1 ',1' :? ;.À.A,µ$n:t.><>.,' '.: >.; <. à> t:1., "Y .a avec des agencements particuliers, comme consoles pour le support de conducteurs de lignes aérienne* de transport d'énergie électri- que, sur des éléments de support et similaires, Dans leur emploi pour ces dernières utilisations, les colonnes de porcelaine ont cependant souffert juaqu'à présent d'une résistance limitée à la traction de la matière qui les constitue, ce qui n'a pas permis leur utilisation sous des sollicitations importantes de flexion.
La présente invention se propose de fournir une colonne isolante présentant une résistance éle-vée à la flexion, de marte re que l'on puisse résoudre , d'une manière plus aimple et plus rationnelle que dans le passé, les nombreux problèmes d'isolement et de support de conducteurs et éléments similaires à haute ten- sion, problèmes que l'on rencontre avec l'utilisation des colonnes en porcelaine.
Une colonne isolante suivant l'invention est caracté- risée par le fait qu'elle est composée d'un corps isolant sensi- blement cylindrique, réalisé en une matière à haute résistance à la compression, par exemple en porcelaine ou matière similaire, et d'une barre de matière à haute résistance à la traction, telle qu'une résine fibreuse, cette barre étant disposée dans un alésage axial du corps susdit et tendue entre les bases de celui-ci, de manière à réaliser une pré-compression axiale dans la colonne sans charge.
L'invention sera décrite plus en détails ci-après, à titre purement exemplatif , avec référence au dessin annexé qui représente, en coupe axiale, une forme de réalisation préférée d'une colonne suivant l'invention.
Comme le montre le dessin, cette colonne est composée essentiellement d'un corps cylindrique en porcelaine 1, traversé par un alésage axial 2 et pourvu de flasques métalliques extrêmes 3. ainsi que d'une barre en résine vitreuse 4, disposée à l'inté-
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.. .. .. .. .. rieur de l'alésage 2 et pourvue d'attachée d'extrémité 5 et 6.
Le corps cylindrique 1 de la colonne est fabriqué en porcelaine suivant la technique habituelle, avec des ailettes 7 en saillie sur la surface externe du corps 1 sur l'entièreté de la longueur de celui-ci.
Les flasques métalliques 3 apliqués aux extrémités du corps 1 comportent une paroi cylindrique 8 destinée à se loger d'un coté sur l'extrémité du corps 1, un diaphragme interne perforé 9, destiné à s'appuyer contre la base du corps 1, et un anneau externe plan 10 présentant des trous pour le montage de la colonne.
Les attaches 5 et 6 de la barre en résine vitreuse 4 disposée à l'intérieur de l'alésage 2 du corps 1 sont constituées par des corps cylindriques partiellement creux , en acier, appliqués aux extrémités de la barre 4 en vue de la compression radiale.
L'attache 5 comporte, dans sa tête 5' deux trous transversaux 11, perpendiculaires entre eux, et sa surface latérale externe est lisse, tandis que l'attache 6 comporte dans sa tête un seul trou transversal 12 et présente une surface latérale externe filetée.
Comme on peut le voir sur le dessin, une broche 13 introduite dans l'un des trous 11 relie l'attache 5 à l'extérieur d'un des flas- ques 3 du corps 1, tandis qu'un écrou 14 vissé sur la surface la- térale filetée de l'attache 6 est serré contre le diaphragme 9 de l'autre flasque du corps 1, ce qui permet de mettre sous tension la barre 4 d'une manière réglable.
Les flasques 3 (ou au moins l'un de ceux-ci ) présen- tent un trou 16 dans le diaphragme 9 pour mettre en communication avec l'extérieur la cavité de l'alésage 2 du corps 1 de manière à permettre le remplissage (éventuellement sous vide et à chaud) par une substance isolante, de préférence constituée par une résine 17.
Avec cette construction de colonne , il est possible de travailler de façon efficace en présence de sollicitations à la flexion, car il est possible de réaliser une pré-compression
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réelle et appropriée de la porcalaine. A cet effet, il, suffira de sunir aux attaches 5 et 6 de la barre 4, celles d'une machine de traction, en se servant de façon/convenable des trous 11 et 12, et dès que la machine aura mis sous tension au degré désiré la barre
8 en l'allongeant en conséquence, on serrera l'écrou 6 sur le dia- phragme 9 du flasque 3.
Lorsqu'on arrête l'action de la machine de traction et qu'on libère la barre 4, celle-ci exerce dans son état déchargé une compression axiale énergique du corps de porcelai- ne 1, à l'intervention des diaphragmes 9 des flasques 3 ; on peut dire de la sorte que la colonne dans cet état constitue une struc- ture pré- comprimée. Comme toutes les structures de ce genre, la colonne, lorsqu'elle sera soumise à une flexion, pourra résister beaucoup mieux que les colonnes habituelles aux sollicitations relatives.
En fait, les forces de traction en jeu dans des parties quelconques de la colonne auront pour effet de décharger simple- ment ces marnes parties de l'effort de compression qui leur est appliqué par la barre tendue 4, sans qu'il y ait en fait une sol- licitation à la traction ou en tout cas des forces de traction assez limitées, dont il n'y a pas lieu de se préoccuper pour ce qui concerne la résistance de la matière et qui n'exigent pas de prévoir des dimensions excessives pour la colonne. Quant aux parties soumises au cours des sollicitations à la flexion, à des forces de compression, elles sont certainement aptes à résister à la somme de ces forces et de celles engendrées par la pré-compres- sion, étant donné la résistance optimum de la matière sous ce rapport.
La présente invention permet aussi de réaliser des co- lonnes isolantes pour des installations électriques ,de distensions normales, aptes à être soumises à des sollicitations à la flexion même intenses (comme par .....le dans l'utilisation comme con- soles pour le support de conducteurs de lignes aériennes de trans- port d'énergie électrique),, sans que) l'on ait à recourir à des
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"inâtallat.ions:'k,.8pkiales." Le...,r6sultat ainà3.4,obtenu,a une importance 'àÀÉÀàÀ/ÉÉî'éïlli- non seulement du point de vue purement technique, car il slimpli- fie la construction et limite le poids et l'encombrement, mais également du point de vue économique, car il réduit sensiblement le coût , et aussi du point de vue esthétique.
Il est évident que les formes de réalisation des cole faisant l'objet de la présente invention pourront varier par rap- port à celle décrite et illustrée , et que les matières adoptées pour leur fabrication pourront également être diverses. On envi- sage également que la forme et le nombre des ailettes du corps d'une colonne seront établis en fonction de l'utilisation à la- quelle cette colonne sera destinée, et il en sera de même pour les caractéristiques des flasques 3 et des attaches 5 et 6. Les matières employées pour former le corps 1 pourront être autres que la por- celaine, par exemple diverses qualités de verre, et celles utili- sées pour former les attaches et le flasques pourront être diffé- rentes de l'acier, par exemple des alliages spéciaux.
Le corps de porcelaine pourra être formé également d'une série de disques ou cylindres alignés et associés, au lieu d'être formé par un seul corps comme décrit. Tout le système à broche et écrou ,prévu pour serrer la barre en résine vitreuse sur le corps de porcelaine pourra en outre être remplacé par n'importe quel système ou dis- positif disponible en pratique.
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"Insulating column for electrical installations"
The present invention relates to an insulating column with high flexural strength, obtained by pre-compression, and usable as an insulator for an electrical substation or as an insulating console in overhead electrical lines.
It has been known for a very long time, in the art of electrical installations,]. 'use of porcelain columns to support electrical installation equipment.
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These <t) 0) <Mt 1QJINII wn # ut1U. "." since, triode pliw r'c¯1 ', 1':? ; .À.A, µ $ n: t.> <>., ''.:> .; <. à> t: 1., "Y .a with particular arrangements, as consoles for the support of conductors of overhead lines * for the transport of electrical energy, on support elements and the like, In their use for the latter uses, however, porcelain columns have suffered until now from a limited tensile strength of the material which constitutes them, which has prevented their use under significant bending stresses.
The present invention proposes to provide an insulating column having a high resistance to bending, in order to be able to solve, in a more ample and more rational way than in the past, the many problems of isolation. and support for high voltage conductors and the like, problems encountered with the use of porcelain columns.
An insulating column according to the invention is characterized by the fact that it is composed of a substantially cylindrical insulating body made of a material having high compressive strength, for example porcelain or similar material, and of 'a bar of high tensile strength material, such as a fibrous resin, this bar being arranged in an axial bore of the aforesaid body and stretched between the bases thereof, so as to achieve an axial pre-compression in column without load.
The invention will be described in more detail below, purely by way of example, with reference to the appended drawing which shows, in axial section, a preferred embodiment of a column according to the invention.
As shown in the drawing, this column is essentially composed of a cylindrical porcelain body 1, crossed by an axial bore 2 and provided with end metal flanges 3. as well as a vitreous resin bar 4, arranged inside -
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.. .. .. .. .. laughing of bore 2 and provided with end attachments 5 and 6.
The cylindrical body 1 of the column is made of porcelain according to the usual technique, with fins 7 projecting on the outer surface of the body 1 over the entire length thereof.
The metal flanges 3 applied to the ends of the body 1 include a cylindrical wall 8 intended to be housed on one side on the end of the body 1, a perforated internal diaphragm 9, intended to rest against the base of the body 1, and a flat outer ring 10 having holes for mounting the column.
The fasteners 5 and 6 of the glass resin bar 4 placed inside the bore 2 of the body 1 are formed by partially hollow cylindrical bodies, made of steel, applied to the ends of the bar 4 for the purpose of radial compression. .
The fastener 5 has, in its head 5 'two transverse holes 11, perpendicular to each other, and its external lateral surface is smooth, while the fastener 6 comprises in its head a single transverse hole 12 and has a threaded external lateral surface. .
As can be seen in the drawing, a pin 13 inserted in one of the holes 11 connects the clip 5 to the outside of one of the flanges 3 of the body 1, while a nut 14 screwed on the The threaded side surface of the clip 6 is clamped against the diaphragm 9 of the other flange of the body 1, which allows the bar 4 to be tensioned in an adjustable manner.
The flanges 3 (or at least one of these) have a hole 16 in the diaphragm 9 to put the cavity of the bore 2 of the body 1 in communication with the outside so as to allow filling ( optionally under vacuum and hot) by an insulating substance, preferably consisting of a resin 17.
With this column construction, it is possible to work efficiently in the presence of bending stresses, since it is possible to achieve pre-compression
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real and proper porcalaine. For this purpose, it will suffice to unite to the attachments 5 and 6 of the bar 4, those of a traction machine, using the holes 11 and 12 in an appropriate manner, and as soon as the machine has been put under tension at the desired degree the bar
8 by lengthening it accordingly, the nut 6 will be tightened on the diaphragm 9 of the flange 3.
When the action of the traction machine is stopped and the bar 4 is released, the latter exerts in its unloaded state an energetic axial compression of the porcelain body 1, through the intervention of the diaphragms 9 of the flanges 3; in this way it can be said that the column in this state constitutes a pre-compressed structure. Like all structures of this kind, the column, when subjected to bending, will be able to withstand the relative stresses much better than the usual columns.
In fact, the tensile forces in play in any parts of the column will have the effect of simply unloading these marls which are part of the compressive force applied to them by the tensioned bar 4, without there being any makes a tensile stress or in any case fairly limited tensile forces, which need not be concerned with regard to the resistance of the material and which do not require the provision of excessive dimensions for the column. As for the parts subjected during the stresses to bending, to compressive forces, they are certainly able to withstand the sum of these forces and those generated by the pre-compression, given the optimum resistance of the material. in this respect.
The present invention also makes it possible to produce insulating columns for electrical installations, of normal distension, capable of being subjected to even intense bending stresses (as by ..... in the use as consoles. for the support of conductors of overhead electric power transmission lines), without) having to resort to
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"inâtallat.ions: 'k, .8pkiales." The ..., result ainà3.4, obtained, is of importance not only from the purely technical point of view, because it slimplifies the construction and limits the weight and the bulk, but also of the economic point of view, because it significantly reduces the cost, and also from the aesthetic point of view.
It is obvious that the embodiments of the schools which are the subject of the present invention may vary from that described and illustrated, and that the materials adopted for their manufacture may also be diverse. It is also envisioned that the shape and the number of fins of the body of a column will be established according to the use for which this column will be intended, and it will be the same for the characteristics of the flanges 3 and of the clips 5 and 6. The materials used to form the body 1 could be other than porcelain, for example various grades of glass, and those used to form the clips and the flanges could be different from steel. , for example special alloys.
The porcelain body could also be formed from a series of aligned and associated discs or cylinders, instead of being formed by a single body as described. The entire pin and nut system, designed to clamp the glass resin bar to the porcelain body, can also be replaced by any system or device available in practice.
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