FR2625377A1 - Reliable surge arrestor - Google Patents

Abstract

Surge arrestor of the type having three poles and rapid short-circuiting. According to the invention, the external surfaces of the end electrodes 5, 6 are joined mechanically to the central electrode 4 by means of a strip 7 bearing on the electrodes 9 with the interposition of a fusible insulating layer. Application: increasing operational reliability.

Description

PARAFOUDRE DE SURETE
La présente invention a pour objet un parafoudre destiné à protéger les installations électriques contre les surtensions dues par exemple, à la foudre ou à tout autre incident de fonctionnement.SURGE PROTECTION
The subject of the present invention is a surge arrester intended to protect electrical installations against overvoltages due for example to lightning or to any other operating incident.

Les parafoudres sont des composants connus constitués d'une enceinte cylindrique en céramique, aux extrémités de laquelle sont disposées deux électrodes, un gaz étant introduit dans cette enceinte. Dans certains types de parafoudres connus, il existe, de plus, une électrode centrale qui est destinée à être reliée à la masse. Bien entendu, les deux électrodes d'extrémité sont connectées entre deux lignes conductrices de courant, de manière à présenter une très forte impédance vis-à-vis des courants à tension normale, l'impédance baissant lorsqu'une surtension apparaît, de sorte qu'au moins une partie de l'énergie électrique soit dérivée par le parafoudre pour protéger les installations d'utilisation qui autrement seraient détruites.Surge arresters are known components consisting of a cylindrical ceramic enclosure, at the ends of which are arranged two electrodes, a gas being introduced into this enclosure. In certain types of known surge arresters, there is, moreover, a central electrode which is intended to be connected to ground. Of course, the two end electrodes are connected between two current conducting lines, so as to have a very high impedance with respect to the currents at normal voltage, the impedance decreasing when an overvoltage appears, so that 'at least part of the electrical energy is derived by the surge arrester to protect the user installations which would otherwise be destroyed.

Lorsque la tension aux bornes du parafoudre augmente, il n'y a pas, dans un premier temps, de chute de potentiel, étant donné la grande résistance du parafoudre au départ qui est supérieure à 1 Gigohm, seul un léger courant de fuite se développant et augmentant avec le champ électrique. Puis, on observe une stabilisation du potentiel V, et enfin un effet d'avalanche dû à la multiplication des porteurs, la résistance du parafoudre diminuant. Enfin, les électrons passant d'une électrode à une autre, il apparatt un régime d'arc qui se traduit par une baisse de la résistance du parafoudre et la transmission du courant entre les deux électrodes. Bien entendu, cet allumage du parafoudre se traduit par une très notable augmentation de température, d'où des - risques d'incendie. When the voltage across the surge arrester increases, there is initially no drop in potential, given the high resistance of the surge arrester at the start which is greater than 1 Gigohm, only a slight leakage current developing and increasing with the electric field. Then, there is a stabilization of the potential V, and finally an avalanche effect due to the multiplication of the carriers, the resistance of the arrester decreasing. Finally, the electrons passing from one electrode to another, there appears an arc regime which results in a drop in the resistance of the arrester and the transmission of current between the two electrodes. Of course, this ignition of the arrester results in a very noticeable increase in temperature, hence - risks of fire.

La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient en permettant une mise en court-circuit rapide du parafoudre avant qu'une augmentation notable de température ne se produise, de manière à assurer une sécurité de fonctionnement vis-à-vis des incendies. Ainsi, les fusibles ou disjoncteurs coupent rapidement le courant.The object of the present invention is to overcome this drawback by permitting a rapid short-circuiting of the arrester before a significant increase in temperature occurs, so as to ensure operational safety with regard to fires. Thus, fuses or circuit breakers quickly cut the current.

Selon la présente invention, le parafoudre du type tripolaire, comprenant une électrode centrale reliée à la terre et deux électrodes d'extrémités scellées sur une enceinte cylindrique remplie de gaz, est caractérisé en ce que les faces latérales extérieures des électrodes d'extrémité sont revêtues d'une couche fine isolante à température de fusion relativement basse, une barrette solidarisée avec l'électrode de terre portant sur les deux électrodes d'extrémité avec pression mécanique.According to the present invention, the surge arrester of the three-pole type, comprising a central electrode connected to the ground and two end electrodes sealed on a cylindrical enclosure filled with gas, is characterized in that the external lateral faces of the end electrodes are coated a thin insulating layer with a relatively low melting temperature, a bar secured to the earth electrode bearing on the two end electrodes with mechanical pressure.

Ainsi, lorsqu'une surtension se manifeste, le parafoudre commence à s'échauffer dès que le phénomène d'avalanche se déclenche. Sous l'influence conjuguée de la pression et de la température, le revêtement isolant des électrodes d'extrémités fond, ce qui établit un contact entre l'électrode de terre et les électrodes d'extrémités qui se trouvent ainsi en court-circuit. Il en résulte que les dispositifs sensibles à l'intensité tels que des disjoncteurs différentiels ou des fusibles sautent, et que le passage du courant dans les appareils utilisateurs est interrompu.Thus, when an overvoltage occurs, the arrester begins to heat as soon as the avalanche phenomenon is triggered. Under the combined influence of pressure and temperature, the insulating coating of the end electrodes melts, which establishes a contact between the earth electrode and the end electrodes which are thus short-circuited. As a result, current sensitive devices such as earth leakage breakers or fuses are blown, and the flow of current through user devices is interrupted.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparartront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent - la figure 1, en perspective, un parafoudre selon l'invention - la figure 2, une vue de détail, à échelle agrandie, du
contact entre la barrette et une électrode d'extrémité. Other characteristics and advantages of the invention will appear during the following description of a particular embodiment, given solely by way of nonlimiting example, with reference to the drawings which represent - Figure 1, in perspective , a surge arrester according to the invention - Figure 2, a detail view, on an enlarged scale, of the
contact between the bar and an end electrode.

Sur la figure 1, le parafoudre se compose de deux cylindres 1 et 2, en céramique, ouverts à leurs deux extrémités, et disposés bout à bout sur une électrode centrale 3, reliée au cours de l'utilisation à la terre par une tige de contact 4.In Figure 1, the arrester consists of two cylinders 1 and 2, ceramic, open at their two ends, and arranged end to end on a central electrode 3, connected during use to the earth by a rod contact 4.

Les cylindres 1 et 2 sont réunis à l'une de leurs extrémités sur l'électrode 3, brasés sur celles-ci par l'intermédiaire de rondelles (non représentées), par exemple ep alliage d'argent et de cuivre que l'on fait fondre. Le cylindre ainsi constitué est fermé à ses deux extrémités par deux électrodes 5 et 6, par exemple en cuivre, après mise sous vide de l'enceinte constituée par les cylindres 1 et 2, et introduction d'un gaz du type argon, azote, ou hydrogène. Les électrodes 5 et 6 sont également brasées sur les cylindres 1 et 2. On obtient, à ce moment, la structure d'un parafoudre connu.The cylinders 1 and 2 are joined at one of their ends on the electrode 3, brazed on these by means of washers (not shown), for example ep alloy of silver and copper which are melt. The cylinder thus formed is closed at its two ends by two electrodes 5 and 6, for example made of copper, after evacuating the enclosure constituted by the cylinders 1 and 2, and introduction of a gas of the argon, nitrogen type, or hydrogen. The electrodes 5 and 6 are also brazed on the cylinders 1 and 2. At this time, the structure of a known surge arrester is obtained.

Conformément à l'invention, sur la tige 4 est montée une barrette 7 dont les extrémités 8 et 9 portent sur les électrodes 5 et 6. Comme celà apparaît sur la figure 2, qui représente à échelle agrandie l'électrode 6 à droite sur la figure 1, l'extrémité 9 de la barrette 7 porte sur l'électrode 6 par l'intermédiaire d'une couche isolante 10 à faible point de fusion (par exemple 70 à 800).According to the invention, on the rod 4 is mounted a bar 7 whose ends 8 and 9 bear on the electrodes 5 and 6. As shown in FIG. 2, which shows on an enlarged scale the electrode 6 on the right on the FIG. 1, the end 9 of the bar 7 bears on the electrode 6 by means of an insulating layer 10 with a low melting point (for example 70 to 800).

Conformément à une caractéristique de l'invention, cette portée se fait sous pression. A cet effet, la barrette 7 qui est par exemple en bronze au béryllium, est fixée sur la tige 4 par l'intermédiaire d'un moyeu 11 anti-retour, c'est-à-dire que le moyeu présente, à sa partie intérieure, des lamelles s'opposant à l'extraction de la barrette, mais permettant une introduction aisée. Ainsi, en appliquant sur la barrette une pression convenable, celle-ci est maintenue par le moyeu 11 et reportée sur les extrémités 8 et 9.According to a characteristic of the invention, this bearing is done under pressure. To this end, the bar 7 which is for example made of beryllium bronze, is fixed to the rod 4 by means of a non-return hub 11, that is to say that the hub has, at its part inside, slats opposing the extraction of the bar, but allowing easy introduction. Thus, by applying a suitable pressure to the bar, this is maintained by the hub 11 and transferred to the ends 8 and 9.

Il en résulte que la barrette 7 est prépolarisée et reliée à la terre. Lorsqu'une surtension se développe et que le parafoudre commence à chauffer, la couche isolante 10 fond par un phénomène de thermocompression, et le contact est établi entre les électrodes 5 et 6 et la terre. Le parafoudre est alors en court-circuit et toute tension résiduelle disparaît,
De préférence, la matière isolante, par exemple une matière plastique, est colorée de manière à ce que l'échauffement provoque un changement de coloration indiquant que le parafoudre doit .être changé pour assurer sa position de sécurité vis-à-vis des surtensions.As a result, the bar 7 is prepolarized and connected to the ground. When an overvoltage develops and the arrester begins to heat, the insulating layer 10 melts by a thermocompression phenomenon, and contact is established between the electrodes 5 and 6 and the earth. The arrester is then short-circuited and any residual voltage disappears,
Preferably, the insulating material, for example a plastic material, is colored so that the heating causes a change in color indicating that the arrester must be changed to ensure its position of safety vis-à-vis overvoltages.

La présente invention peut également être appliquée dans le cas de parafoudre bipolaire, la barrette 7 formant alors un cavalier dont les extrémités sont appliquées sous pression mécanique par la résilience du matériau constitutif de ladite barrette.The present invention can also be applied in the case of a bipolar surge arrester, the strip 7 then forming a jumper, the ends of which are applied under mechanical pressure by the resilience of the material constituting said strip.

I1 va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention.  It goes without saying that many variants can be introduced, in particular by replacing technically equivalent means without going beyond the ambit of the invention.

Claims (2)

REVENDICATIONS 1. Parafoudre de type tripolaire, comprenant une électrode1. Three-pole type arrester, comprising an electrode centrale reliée à la terre et deux électrodes d'extrémités central unit connected to earth and two end electrodes scellées sur une enceinte cylindrique isolante remplie de sealed on a cylindrical insulating enclosure filled with gaz, caractérisé en ce que les faces latérales extérieures gas, characterized in that the outer side faces des électrodes (5, 6) d'extrémité sont revêtues d'une end electrodes (5, 6) are coated with a couche fine isolante, à température de fusion relativement thin insulating layer, at relatively melting temperature basse, une barrette (7) solidarisée avec l'électrode de low, a bar (7) secured to the electrode terre portant par ses deux extrémités ( & 9) sur les earth bearing by its two ends (& 9) on the électrodes (5, 6) sous pression mécanique. electrodes (5, 6) under mechanical pressure. 2. Parafoudre selon la revendication 1, caractérisé en ce que2. Surge arrester according to claim 1, characterized in that la couche (10) est une couche de matière plastique colorée.  the layer (10) is a layer of colored plastic.