Chapeau d'isolateur en alliage d'aluminium coulé La présente invention concerne un chapeau pour un isolateur de ligne à haute tension en alliage d'alu minium.
Il est de pratique courante de fabriquer les chapeaux du type en question en acier forgé, mais il serait avan tageux de les fabriquer en alliage d'aluminium pour plusieurs raisons. En premier lieu un alliage d'alu minium est plus léger et par suite on diminue notable ment la charge totale à supporter en remplaçant des chapeaux en acier par des chapeaux en alliage d'alu minium.
De plus, l'effet d'effluve est tel qu'avec un alliage d'aluminium, la tension qui peut être transmise par la ligne augmente de 10 000 à 15 000 volts. Mais un pro blème qui se pose est celui de la fabrication d'un chapeau d'isolateur en alliage d'aluminium d'une résis tance suffisante pour supporter les charges nécessaires sans une quantité de métal excessive, rendant anti- économique la fabrication des chapeaux en alliage d'aluminium.
L'invention se propose en conséquence de fournir: - un chapeau d'isolateur en alliage d'aluminium possédant d'excellentes caractéristiques de résistance pour son poids et pouvant remplacer dans de bien meil leures conditions les pièces de forge en acier antérieure ment adoptées à cause de ses caractéristiques électri ques améliorées et de son poids moindre; - un chapeau dont les dimensions et les angles conviennent exactement aux charges qu'il a à supporter.
Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après avec le dessin ci-joint à l'appui, sur lequel: la fig. 1 est une coupe de l'ensemble d'un chapeau d'isolateur, d'un isolateur céramique et d'une bielle de prolongement, la fig. 2 est une coupe à plus grande échelle d'un chapeau d'isolateur, représentant des détails de la forme de construction de sa paroi, et la fig. 3 est une élévation latérale d'un chapeau fini. Pour transmettre un courant à haute tension en campagne, il est de pratique courante de monter les pylônes à haute tension séparés par des intervalles ap propriés dans la ligne de transmission et supportant plusieurs lignes différentes et séparées.
Ces lignes sont généralement suspendues en plusieurs points en accou plant plusieurs isolateurs l'un au-dessous de l'autre en tandem. Mais il est nécessaire de recouvrir les isola teurs céramiques par un métal pour les attacher entre eux et aussi les attacher sur le pylône à haute tension.
Les isolateurs sont généralement trop fragiles pour qu'on puisse les serrer directement et par suite on les suspend dans des chapeaux en forme de cloche au moyen d'une colle ou d'un ciment approprié. Ilconvient que cette opération s'effectue de façon que les forces qui s'exercent sur les isolateurs céramiques soient prin cipalement des efforts de compression. Etant donné que des milliers de ces chapeaux en forme de cloche servent à supporter des isolateurs, il est important qu'ils soient aussi peu coûteux et légers que possible. Mais il n'est pas commode ni satisfaisant de remplacer simplement les chapeaux forgés par des chapeaux en alliage d'aluminium sans en changer la forme.
Une des raisons de ce fait est que la résistance d'un chapeau de même dimension que celle des chapeaux antérieurs en acier est insuffisante. De même, comme un alliage d'aluminium est une matière relativement coûteuse, il n'est pas économique de choisir simplement une forme quelconque pour obtenir cette résistance, puisque la résistance doit être équilibrée par la quantité d'alliage d'aluminium consommée. Les cloches d'isolateurs doi- vent pouvoir supporter des charges très lourdes com prises entre 6500 et<B>11500</B> kg. Bien entendu, les charges à supporter par ces dispositifs ne résultent pas seule ment du poids mort mais aussi de la poussée exercée par le vent.
Or il a été découvert qu'on peut mouler ces cloches sous forme de pièces de contour lisse avec un alliage d'aluminium, et un alliage qui convient à cet effet con tient 7 % en poids de silicium, une proportion de 0,25 à 0,40 % de magnésium et 0,10 % de cuivre. Cette com position peut être maintenue à un degré élevé de pureté. Sa résistance par unité de poids est forte et ses pro priétés électriques sont satisfaisantes.
On lui fait subir un traitement généralement connu sous le nom de traitement thermique normalisé T-6 de l'aluminium, qui consiste en un vieillissement en solution et artificiel pour lui faire acquérir les propriétés physiques les plus avantageuses. Ainsi qu'il a déjà été dit, en choisissant un alliage d'aluminium, on peut augmenter les charges électriques qui peuvent être transmises par les lignes à haute tension, par exemple de 10 000 à 15 000 volts.
On peut donc augmenter notablement la capacité des lignes en remplaçant les chapeaux en âcier forgé par des chapeaux en alliage d'aluminium. Mais on en modifie la forme de construction de la manière décrite ci-après pour obtenir la résistance qui convient et amé liorer l'effet dit d'effluve ou corona .
Plus spécialement, suivant la forme de réalisation représentée, l'isolateur céramique 20 du type en ques tion comporte une portion centrale de col 22 qui s'étend de bas en haut dans une cloche en alliage d'alu minium 24, dont la partie supérieure se termine par une chape 26 percée de trous 28 de support de la cloche. La portion de col 22 est retenue dans la cloche par un ciment céramique 30 qui remplit l'intervalle entre la portion de col et l'intérieur de la cloche de façon à transmettre en dehors aux côtés de la cloche les efforts de compression exercée par le poids de la charge.
La portion de col 22 est percée d'un trou central 32 qui loge et supporte une bielle de prolongement 34 dont la partie supérieure comporte des portions coni ques 36 d'ancrage dans une masse de ciment 38. La bielle peut être en aluminium moulé et peut s'accoupler à une cloche à chape semblable 24 suspendue de haut en bas de façon à supporter une série d'isolateurs les uns au-dessus des autres, pour séparer la ligne de trans mission de l'élément de support proprement dit du pylône à haute tension.
Suivant la fig. 2 qui est une coupe du chapeau, la surface supérieure intérieure de la cloche est relative ment plane et se raccorde par une courbe à une paroi latérale 44 relativement rectiligne et s'évasant en dehors. Les angles intérieurs de la cloche sont normalisés avec précision, l'angle de la longue portion 44 de la paroi latérale intérieure est d'environ 12 avec l'axe vertical (fig. 2) et celui de la courte portion adjacente au rebord 46 est d'environ 22,5 degrés avec cet axe. Ces angles ont été choisis pour correspondre d'une manière appro priée aux isolateurs céramiques introduits et fixés dans les cloches de support.
Des surfaces rugueuses 40 et 42 appropriées servent à faire adhérer le ciment (fig. 1).
On a constaté que les surfaces extérieures de la cloche ont une importance critique. Par exemple, on a constaté que l'angle de la portion principale de la paroi extérieure de la cloche doit être compris entre environ 14 et 19 . Suivant la fig. 2 il est de 16 30'. L'angle rentrant du bord inférieur de la cloche est de 30 (fig. 2), mais peut être compris entre 10 et 30 , en diminuant à sa valeur la plus faible pour des cloches plus lourdes et de plus grandes dimensions et en faisant augmenter l'épaisseur des portions du rebord pour des cloches plus grandes. On les fabrique dans la pratique en trois dimensions différentes pour les utiliser avec des ten sions de 10 000, 15 000 et 20 000 volts.
Les valeurs (en mm) des cotes A, B, D et H de la fig. 2 sont les suivantes pour les trois dimensions des cloches pré citées: -
EMI0002.0033
No <SEP> .de <SEP> la <SEP> cloche <SEP> Cote <SEP> A <SEP> Cote <SEP> B <SEP> Cote <SEP> D <SEP> Cote <SEP> H
<tb> Petite <SEP> 10 <SEP> 000 <SEP> volts, <SEP> ................._.... <SEP> 48,57 <SEP> 57,1 <SEP> 3,55 <SEP> 4,82
<tb> Moyenne <SEP> 15 <SEP> 000 <SEP> volts <SEP> .........
<SEP> <B>----</B> <SEP> ..<B>-------</B> <SEP> 55,5 <SEP> 79,3 <SEP> 4,06 <SEP> 5,33
<tb> Grande <SEP> 20 <SEP> 000 <SEP> volts <SEP> <B>----------------- <SEP> -----</B> <SEP> 61,9 <SEP> 90,4 <SEP> 4,43 <SEP> 6,35 On a constaté qu'en choisissant la forme de cons truction décrite ci-dessus, on obtient avec une quantité de métal minimale une résistance maximale qui permet de réduire le poids au minimum. Par suite, le prix de revient des éléments de suspension et de la matière peut être réduit au minimum. Cependant ces éléments sont construits de façon à posséder la résistance maximale et par suite de façon à supporter les charges nécessaires d'une manière appropriée.