FR2526577A1 - DISCOIDAL INSULATOR WITH EXTERNAL REINFORCING RING AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

Abstract

In a disc insulator having an external reinforcing ring (2), as are used in encapsulated high-voltage installations, the reinforcing ring (2) is not cast as an entity but as a plurality of reinforcing ring parts (4a, 4b, ...) which are subsequently placed around the complete insulating material disc (1). In consequence, it is possible to produce the insulating material disc (1) using an injection or die casting method rather than vacuum die casting. In addition, the reinforcing ring parts (4a, 4b, ...) can be produced using the die casting method, the finishing work after casting being considerably reduced in comparison with the closed reinforcing ring.

Description

Isolateur discoïdal avec anneau d'armature extérieur et procédé pour le fabriquer
L'invention concerne un isolateur discoïdal de forme circulaire pour des installations à haute tension blindées, isolées par gaz sous pression, comportant un disque de matériau isolant et un anneau d'armature métallique extérieur qui entoure la périphérie du disque en matériau isolant et reçoit le bord de celle-ci dans un évidement qui en fait le tour sur son cbté intérieur et est délimité par des joues latérales, et un procédé pour fabriquer cet isolateur.De tels isolateurs discoïdaux sont utilisés dans des installations à haute tension blindées, isolées par gaz sous pression, pour faire des cloisonnements étanches entre différentes parties de l'installation, afin d'éviter de trop grandes pertes de gaz, notamment lors des travaux d'entretien, et ils sont connus d'après
Communications BBC 60/4 (1973), page 142, Fig. 2 et page 143,
Fig. 5.Discoidal insulator with outer armature ring and method of making it
The invention relates to a discoid insulator of circular shape for high-voltage shielded installations, insulated by pressurized gas, comprising a disc of insulating material and an outer metal armature ring which surrounds the periphery of the disc of insulating material and receives the edge thereof in a recess which circles it on its inner side and is delimited by lateral cheeks, and a method for manufacturing this insulator. Such discoidal insulators are used in shielded high-voltage installations, insulated by gas under pressure, to make watertight partitions between different parts of the installation, in order to avoid excessive loss of gas, in particular during maintenance work, and they are known from
BBC communications 60/4 (1973), page 142, Fig. 2 and page 143,
Fig. 5.

De façon typique un tel isolateur discoïdal est composé et monté comme suit : un disque en matériau isolant, la plupart du temps une résine époxy avec une charge inorganique, par exemple de l'oxyde d'aluminium, est entouré sur sa périphérie par un anneau d'armature en matériau conducteur, par exemple de l'aluminium, qui est fixé entre les brides de deux parties de blindage voisines, par le fait que les vis reliant les deux parties de blindage précitées passent dans des trous munis de filetages dans l'anneau d'armature. Le bord du disque de matériau isolant se trouve dans un évidement sur le côté intérieur de l'anneau d'armature et il est fixé par les joues qui délimitent cet évidement latéral.La fonction de l'anneau d'armature extérieur consiste principalement à assurer le passage sans problemes du courant de retour du blindage et à empêcher que des ondes électromagnétiques émises par les parties conductrices passent à l'extérieur, ce pour quoi un blindage étanche par un matériau électriquement conducteur est nécessaire. I1 empêche en outre que le disque en matériau isolant soit soumis à de trop grandes-charges mécaniques. Au centre de l'isolateur discoïdal est placée une armature intérieure, également en matériau conducteur, sur laquelle sont fixés les tubes conducteurs se raccordant sur les deux côtés et par laquelle ces tubes sont reliés électriquement. Typically such a discoidal insulator is composed and mounted as follows: a disc made of insulating material, most often an epoxy resin with an inorganic filler, for example aluminum oxide, is surrounded on its periphery by a ring of reinforcement of conductive material, for example aluminum, which is fixed between the flanges of two adjacent shielding parts, by the fact that the screws connecting the two aforementioned shielding parts pass through holes provided with threads in the frame ring. The edge of the disc of insulating material is located in a recess on the inner side of the reinforcing ring and is fixed by the cheeks which delimit this lateral recess. The function of the external reinforcing ring consists mainly in ensuring smooth passage of the shielding return current and preventing electromagnetic waves emitted by the conductive parts from passing outside, which is why a tight shielding with an electrically conductive material is necessary. It also prevents the disc of insulating material from being subjected to excessive mechanical loads. In the center of the discoid insulator is placed an internal frame, also made of conductive material, on which are fixed the conductive tubes connecting on both sides and by which these tubes are electrically connected.

L'anneau d'armature extérieur d'un isolateur discordas selon l'état de la technique est, typiquement, un anneau fermé fabriqué par coulée à basse pression, qui est ensuite usiné par enlèvement de copeaux. Notamment, l'évidement circulaire sur le côté intérieur de l'anneau d'armature, prévu pour recevoir le bord du disque en matériau isolant, est réalisé au tour, puis les trous prévus pour les vis sont percés et filetés. The outer armature ring of a discordant insulator according to the state of the art is, typically, a closed ring made by low pressure casting, which is then machined by removal of chips. In particular, the circular recess on the inner side of the reinforcing ring, intended to receive the edge of the disc of insulating material, is made in a lathe, then the holes provided for the screws are drilled and threaded.

Etant donné que les plages délimitant latéralement l'évidement en question doivent entourer et fixer de façon fiable le bord du disque en matériau isolant sur toute sa périphérie, l'anneau d'armature ne peut pas être monté ultérieurement. I1 faut donc que le disque en matériau isolant soit coulé dans l'anneau et dans ce cas, celui-ci constitue une partie du moule de coulée. Ceci veut dire qu'on ne peut pas tenir compte, comme d'habitude, du retrait se produisant lors de la coulée, en calculant le moule de coulée de telle façon que la pièce coulée ne prend sa dimension souhaitée que du fait du retrait. On est pour cette raison obligé d'utiliser la technique coûteuse de la coulée sous pression sous vide dans laquelle le retrait reste faible. Since the areas laterally delimiting the recess in question must surround and reliably fix the edge of the disc of insulating material over its entire periphery, the armature ring cannot be mounted later. I1 therefore requires that the disc of insulating material is cast in the ring and in this case, it constitutes a part of the casting mold. This means that one cannot take into account, as usual, the shrinkage occurring during casting, by calculating the casting mold in such a way that the cast part takes on its desired dimension only due to the shrinkage. It is for this reason obliged to use the expensive technique of vacuum casting in which the shrinkage remains low.

Le but de l'invention est de modifier l'isolateur discoïdal à anneau d'armature extérieur de façon qu'il puisse être fabriqué selon un procédé plus simple et plus économique et d'indiquer un tel procédé de fabrication plus simple et plus économique. Ce but est atteint conformément à l'invention par le fait que l'anneau d'armature est constitué par au moins deux parties d'anneau se suivant dans le sens de la périphérie. The object of the invention is to modify the discoidal insulator with an external armature ring so that it can be manufactured according to a simpler and more economical method and to indicate such a simpler and more economical manufacturing method. This object is achieved in accordance with the invention by the fact that the reinforcing ring is constituted by at least two ring parts following each other in the direction of the periphery.

L'isolateur discoïdal selon l'invention peut être fabriqué selon le procédé de l'invention, à savoir par le fait que le disque en matériau isolant est fabriqué par moulage par injection ou sous pression et que l'anneau d'armature métallique extérieur est monté ensuite. Ainsi, la coûteuse coulée sous pression sous vide du disque en matériau isolant peut être remplacée par le moulage par injection plus économique, étant donné que le montage après coup de l'anneau supprime l'obligation d'avoir un retrait faible lors de la coulée du disque en matériau isolant.En principe, cet avantage pourrait être obtenu également par une division de l'anneau d'armature sur son plan médian ; toutefois, dans ce cas, on ne pourrait pas éviter après la coulée un usinage précis des parties de l'anneau d'armature, étant donné qu'il faudrait fabriquer des pièces relativement grandes avec de faibles tolérances. Dans le cas d'une division de l'anneau d'armature en plusieurs points de la périphérie, les parties de l'anneau d'armature peuvent être fabriquées par coulée sous pression. Elles satisfont en général les exigences de précision qui leur sont demandées et l'usinage ultérieur se réduit à l'usinage de filetages dans les trous déjà mentionnés prévus pour les vis, ce qui réduit considérablement le prix de fabrication de l'anneau d'armature.La division de l'anneau d'armature en quarts d'anneau a particulièrement fait ses preuves, étant donné que, d'une part ils peuvent être montés plus facilement et plus vite que des parties plus petites, tandis que, d'autre part, les avantages mentionnés ci-dessus d'une fabrication plus simple et plus économique sont conservés, qui disparaissent en partie pour les pièces de plus grande dimension. The discoid insulator according to the invention can be produced according to the process of the invention, namely by the fact that the disc made of insulating material is produced by injection or pressure molding and that the outer metal reinforcement ring is then mounted. Thus, the costly vacuum casting of the disc of insulating material can be replaced by more economical injection molding, since the after-the-fact mounting of the ring eliminates the obligation to have a low shrinkage during casting. of the disc made of insulating material. In principle, this advantage could also be obtained by dividing the reinforcing ring on its median plane; however, in this case, precise machining of the parts of the reinforcing ring could not be avoided after casting, since relatively large parts with small tolerances would have to be produced. In the case of a division of the reinforcing ring at several points on the periphery, the parts of the reinforcing ring can be produced by die casting. They generally meet the precision requirements which are required of them and subsequent machining is reduced to machining threads in the already mentioned holes provided for the screws, which considerably reduces the manufacturing price of the reinforcing ring. The division of the reinforcing ring into quarter rings has particularly proven itself, since on the one hand they can be mounted more easily and faster than smaller parts, while on the other On the other hand, the advantages mentioned above of a simpler and more economical manufacture are retained, which partly disappear for the larger parts.

L'invention va être expliquée plus en détail en se rapportant à une forme de réalisation préférée représentée sur le dessin, sur lequel
La Fig. 1 représente en vue de dessus un isolateur discoïdal avec un anneau d'armature
La Fig. 2 est une vue de dessus du côté intérieur d'une partie d'anneau d'armature conforme à l'invention
Les Fig. 3 à 5 représentent la liaison entre deux parties d'anneau d'armature s'aboutant, à savoir
La Fig. 3 est une vue de dessus du côté intérieur de l'anneau d'armature dans la zone de la jonction
La Fig. 4 est une coupe selon la ligne IV-IV à travers la jonction selon la Fig. 3 ; et
La Fig. 5 est une coupe radiale selon la ligne V-V à travers la jonction de la Fig. 3, une partie du disque en matériau isolant étant également représentée. The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment shown in the drawing, in which
Fig. 1 shows a top view of a discoid insulator with a reinforcing ring
Fig. 2 is a top view from the inside of a part of a reinforcing ring according to the invention
Figs. 3 to 5 represent the connection between two parts of abutting ring of reinforcement, namely
Fig. 3 is a top view of the inner side of the reinforcing ring in the area of the junction
Fig. 4 is a section along line IV-IV through the junction according to FIG. 3; and
Fig. 5 is a radial section along the line VV through the junction of FIG. 3, a part of the disc of insulating material also being shown.

Sur toutes les figures, les parties identiques portent des numéros de reperes identiques. In all the figures, the identical parts bear identical marker numbers.

La Fig. 1 représente un isolateur discoïdal réalisé selon l'invention, en vue de dessus ; un anneau d'armature 2 et la zone de bord d'un disque 1 en matériau isolant sont coupés sur une partie de la périphérie le long du plan médian de l'anneau d'armature 2 et l'anneau d'armature 2 a été supprimé sur une autre partie de la périphérie. Le disque 1 en matériau isolant est bombé et il est muni d'une armature intérieure métallique 13 qui comporte des trous borgnes 14 taraudés pour le montage d'un élément de contact (non représenté), ce qui établit la liaison électrique avec le tube conducteur abouté.La périphérie du disque en matériau isolant 1 est entourée par l'anneau d'armature extérieur 2 gui est constitué par quatre parties d'armature semblables 4a, 4b, 4c, 4d. Les parties d'anneau 4a-4d comportent une paroi extérieure 10 et des joues latérales 5 orientées vers l'intérieur qui délimitent l'évidement qui reçoit le bord du disque 1 en matériau isolant.La paroi extérieure 10 présente plusieurs épaississements 15 munis de trous 16 taraudés prévus pour les vis reliant les brides des deux parties du blindage d'une installation à haute tension, entre lesquelles doit être interposé l'isolateur discoldal. La liaison entre deux parties d'anneau d'armature aboutées, qui est réalisée à l'aide d'une oreille médiane 7 munie d'un alésage 8 et d'un prolongement 12 à l'extrémité d'une partie d'armature, par les extrémité des joues latérales 5 et par un décrochement 11 sur la paroi extérieure 10 à l'extrémité de l'autre partie d'anneau d'armature1 va être décrite plus en détail en liaison avec les Fig. Fig. 1 represents a discoid insulator produced according to the invention, seen from above; a reinforcing ring 2 and the edge area of a disc 1 of insulating material are cut on a part of the periphery along the median plane of the reinforcing ring 2 and the reinforcing ring 2 has been deleted on another part of the periphery. The disc 1 made of insulating material is curved and it is provided with a metal inner frame 13 which has blind holes 14 tapped for the mounting of a contact element (not shown), which establishes the electrical connection with the conductive tube The periphery of the disc of insulating material 1 is surrounded by the outer armature ring 2 which is made up of four similar armature parts 4a, 4b, 4c, 4d. The ring parts 4a-4d have an outer wall 10 and side cheeks 5 oriented inwards which delimit the recess which receives the edge of the disc 1 made of insulating material. The outer wall 10 has several thickenings 15 provided with holes 16 tapped holes provided for the screws connecting the flanges of the two parts of the shielding of a high-voltage installation, between which the discoldal insulator must be interposed. The connection between two abutting frame ring parts, which is carried out using a middle lug 7 provided with a bore 8 and an extension 12 at the end of a frame part, by the ends of the side cheeks 5 and by a recess 11 on the outer wall 10 at the end of the other part of armature ring 1 will be described in more detail in conjunction with FIGS.

3 à 5. L'évidement 18 qui fait le tour du disque 1 en matériau isolant est prévu pour un joint d'étanchÉité qui, une fois l'isolateur monté, se trouve entre le disque en matériau isolant 1 et la bride de la partie de blindage aboutée, et assure une obturation étanche au gaz.3 to 5. The recess 18 which goes around the disc 1 made of insulating material is provided for a seal which, once the insulator is mounted, is located between the disc made of insulating material 1 and the flange of the part shielding butted, and provides a gas-tight shutter.

La Fig. 2 est une vue en plan du côté intérieur de l'une des parties de l'anneau d'armature 4a-4d,comportant la paroi extérieure 10 avec les épaississements 15 traversés par les trous 16, et à une extrémité de-la partie d'anneau, une oreille médiane 7 avec un trou 8 et un prolongement 12 ; les joues latérales 5a, 5b, avec, à l'autre extrémité de la partie d'anneau d'armature, des extrémités épaissies 17a, 17b comportant les trous 6a, 6b. Fig. 2 is a plan view of the inner side of one of the parts of the reinforcing ring 4a-4d, comprising the outer wall 10 with the thickenings 15 traversed by the holes 16, and at one end of the part d ring, a middle ear 7 with a hole 8 and an extension 12; the side cheeks 5a, 5b, with, at the other end of the frame ring part, thickened ends 17a, 17b comprising the holes 6a, 6b.

Les Fig. 3 à 5 représentent la liaison entre deux parties d'anneau d'armature aboutés 4a, 4b ; la Fig. 3 est une vue en plan du côté intérieur de l'anneau d'armature, la
Fig. 4 est une coupe selon son plan médian qui correspond à la coupe selon la ligne IV-IV de la Fig. 3, la Fig. 5 est une coupe dans le sens radial correspondant à une coupe selon la ligne V-V de la Fig. 3. La Fig. 5 montre également la zone de bord du disque 1 en matériau isolant avec son bord 3 et les évidements 18a et 18b prévus pour le joint d'étanchéité.Figs. 3 to 5 show the connection between two parts of butted reinforcement rings 4a, 4b; Fig. 3 is a plan view of the inner side of the reinforcing ring, the
Fig. 4 is a section along its median plane which corresponds to the section along the line IV-IV of FIG. 3, FIG. 5 is a section in the radial direction corresponding to a section along the line VV of FIG. 3. Fig. 5 also shows the edge area of the disc 1 made of insulating material with its edge 3 and the recesses 18a and 18b provided for the seal.

Entre les extrémités épaissies 17a, 17b des joues latérales 5a, 5b comportant les trous 6a, 6b, à l'extrémité de la partie d'anneau d'armature 4a tournée vers la partie d'anneau 4b se trouve l'oreille médiane 7 avec le trou 8 à l'extrémité de la partie d'anneau d'armature 4b tournée vers la partie d'anneau 4a. A l'aide d'une des vis 9 reliant les parties de blindage entre lesquelles est inséré l'isolateur discoïdal, qui, lors du montage de l'isolateur, est passée dans les trous 6a, 6b, 8, les parties d'anneau d'armature aboutées 4a, 4b sont solidement reliées ensemble.Le décrochement 11 sur le côté extérieur de la paroi extérieure 10 de la partie d'anneau d'armature 4a et le prolongement 12 de la paroi extérieure 10 de la partie d'anneau d'armature 4b s'adaptant dans ce décrochement constituent une jonction assez longue 19 destinée à recevoir un matériau de remplissage, par exemple de la graisse, pour empêcher la pénétration d'humidité, de poussière, etc. Between the thickened ends 17a, 17b of the side cheeks 5a, 5b comprising the holes 6a, 6b, at the end of the armature ring part 4a facing the ring part 4b is the middle ear 7 with the hole 8 at the end of the frame ring part 4b facing the ring part 4a. Using one of the screws 9 connecting the shielding parts between which the discoidal insulator is inserted, which, during mounting of the insulator, is passed through the holes 6a, 6b, 8, the ring parts of butted reinforcement 4a, 4b are firmly connected together. The recess 11 on the outer side of the outer wall 10 of the frame ring portion 4a and the extension 12 of the outer wall 10 of the ring portion d 'armature 4b fitting in this recess constitute a fairly long junction 19 intended to receive a filling material, for example grease, to prevent the penetration of moisture, dust, etc.

Le disque l-en matériau isolant est fabriqué par moulage par injection, en résine époxy avec de l'oxyde d'aluminium comme charge ; les parties d'anneau d'armature 4a-4d sont fabriquées par coulée sous pression en aluminium, les filetages sont taillés dans les trous 6a, 6b, 16 de chaque partie d'anneau d'armature prévus pour les vis. Les parties d'anneau d'armature sont placées après coup autour du disque en matériau isolant. Le diamètre de l'isolateur discoïdal est de 42,5 cm.  The disc 1 - made of insulating material is manufactured by injection molding, made of epoxy resin with aluminum oxide as filler; the armature ring parts 4a-4d are produced by aluminum die casting, the threads are cut in the holes 6a, 6b, 16 of each armature ring part provided for the screws. The armature ring parts are placed afterwards around the disc of insulating material. The diameter of the discoid insulator is 42.5 cm.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1.- Isolateur discoïdal de forme circulaire pour installations à haute tension blindées, isolées par gaz sous pression, comportant un disque de matériau isolant (1) et un anneau d'armature métallique extérieur (2) qui entoure la périphérie du disque en matériau isolant et reçoit son bord (3) dans un évidement qui fait le tour de l'anneau sur son côté intérieur et est délimité par des joues latérales (5a, 5b), caractérisé en ce que l'anneau d'armature (2) est constitué par au moins deux parties d'anneau d'armature (4a, 4b...) se suivant dans le sens périphérique. 1.- Discoidal insulator of circular shape for high-voltage shielded installations, insulated by pressurized gas, comprising a disc of insulating material (1) and an external metal armature ring (2) which surrounds the periphery of the disc of insulating material and receives its edge (3) in a recess which goes around the ring on its inner side and is delimited by lateral cheeks (5a, 5b), characterized in that the reinforcing ring (2) is constituted by at least two parts of armature ring (4a, 4b ...) following each other in the peripheral direction. 2.- Isolateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins deux parties d'anneau d'armature (4a, 4b) se suivant sont reliees par coopération de formes. 2. An insulator according to claim 1, characterized in that at least two parts of the reinforcing ring (4a, 4b) following each other are connected by cooperation of shapes. 3.- Isolateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que - les joues latérales (5a, 5b) comportent des trous (6a, 6b) 3.- An insulator according to claim 2, characterized in that - the side cheeks (5a, 5b) have holes (6a, 6b) à l'extrémité de la première partie d'anneau d'armature at the end of the first part of the reinforcing ring (4a) tournée vers la deuxième partie d'anneau d'armature (4b) - la deuxième partie d'anneau d'armature (4b) comporte à son (4a) facing the second part of the reinforcing ring (4b) - the second part of the reinforcing ring (4b) comprises at its extrémité tournée vers la première partie d'anneau d'arma end turned towards the first part of arma ring ture (4a) une oreille médiane (7) munie d'un trou (8) qui ture (4a) a middle ear (7) provided with a hole (8) which pénètre entre les joues latérales (5a, 5b) de la première enters between the side cheeks (5a, 5b) of the first partie d'anneau d'armature (4a), - on met dans les trous (6a, 6b, 8) prévus dans les joues part of reinforcement ring (4a), - put in the holes (6a, 6b, 8) provided in the cheeks latérales (Sa, 5b) de la première partie d'anneau d'arma lateral (Sa, 5b) of the first part of arma ring ture (4a) et dans l'oreille médiane (7) de la deuxième par ture (4a) and in the middle ear (7) of the second by tie-d'anneau d'armature (4b) une vis ou un boulon (9) armature ring tie (4b) screw or bolt (9) assurant la liaison. providing liaison. 4.- Isolateur selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que, de deux parties d'anneau d'armature (4a, 4b) se suivant - la première (4a) comporte à l'extrémité tournée vers la 4.- An insulator according to any one of claims 2 and 3, characterized in that, of two parts of armature ring (4a, 4b) following each other - the first (4a) comprises at the end facing the deuxième partie d'anneau d'armature (4b) un décrochement second part of reinforcement ring (4b) a setback (11) dans le côté extérieur de la paroi extérieure (10), - la deuxième (4b) comporte à 11 extrémité tournée vers la (11) in the outer side of the outer wall (10), - the second (4b) has at 11 ends facing the première partie d'anneau d'armature (4a) un prolongement  first part of reinforcement ring (4a) an extension (12) qui s'adapte dans le décrochement (11) de la première (12) which adapts in the recess (11) of the first partie d'anneau d'armature (4a). part of armature ring (4a). 5.- Isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les parties d'anneau d'armature (4a, 4b...) sont identiques quant à la forme et la matière. 5. An insulator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the parts of the reinforcing ring (4a, 4b ...) are identical in shape and material. 6.- Isolateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'anneau d'armature (2) est constitué par quatre parties d'anneau (4a,4b,4c,4d). 6.- An insulator according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the reinforcing ring (2) consists of four ring parts (4a, 4b, 4c, 4d). 7.- Procédé pour fabriquer un isolateur discoïdal selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le disque en matériau isolant (1) est fabriqué par moulage par injection ou par coulée sous pression et que l'anneau d'armature extérieur métallique (2) est monté après coup. 7.- A method for manufacturing a discoid insulator according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the disc of insulating material (1) is manufactured by injection molding or by pressure casting and that the ring d the metal outer frame (2) is fitted afterwards. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les parties d'anneau d'armature (4a,4b...) qui constituent l'anneau d'armature (2) sont fabriquées par coulée sous pression ou moulage par injection.  8.- Method according to claim 7, characterized in that the parts of armature ring (4a, 4b ...) which constitute the armature ring (2) are manufactured by die casting or molding by injection.