FR2661546A1 - WALL CROSSING FOR AN ELECTRIC CABLE. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une traversée de paroi pour un câble électrique. Selon l'invention, la traversée comprend un manchon (2) isolant, s'étendant selon un axe (3) et portant, au moins sur une portion de surface extérieure axialement médiane, un revêtement (10) apte à assurer un guidage d'un champ électrique prenant naissance dans le manchon (2); une âme conductrice (11) s'étendant axialement à l'intérieur du manchon (2); des moyens de fixation (20) pour fixer le manchon (2) sur une paroi (40); et des moyens de liaison électrique (20, 40) pour relier électriquement le revêtement conducteur (10) à un potentiel de référence.The invention relates to a wall feed-through for an electric cable. According to the invention, the bushing comprises an insulating sleeve (2), extending along an axis (3) and carrying, at least on a portion of the axially median outer surface, a coating (10) capable of ensuring a guide of an electric field originating in the sleeve (2); a conductive core (11) extending axially inside the sleeve (2); fixing means (20) for fixing the sleeve (2) on a wall (40); and electrical connection means (20, 40) for electrically connecting the conductive coating (10) to a reference potential.
Description
L'invention est relative à une traversée de paroi pour un câble électriqueThe invention relates to a wall penetration for an electric cable
Elle concerne notamment une traversée de boîtier de transformateur ou d'un appareillage It relates in particular to a transformer housing through or an apparatus
électrique tel qu'un appareil de coupure. such as a switchgear.
Une telle traversée doit, outre assurer une isolation par rapport à la paroi qui est souvent métallique, procurer de référence aussi un guidage d'un champ électrique prenant naissance dans la traversée La traversée, qui comprend un manchon isolant, peut comporter à cet effet des éléments conducteurs noyés dans le manchon et reliés à la terre, qui constituent un écran Une telle solution est toutefois coûteuse en raison de la complexité de fabrication Such a crossing must, in addition to providing insulation with respect to the wall which is often metallic, also provide a reference for guiding an electric field originating in the crossing The crossing, which comprises an insulating sleeve, may comprise for this purpose conductive elements embedded in the sleeve and connected to the earth, which constitute a screen Such a solution is however expensive because of the complexity of manufacture
du manchon.of the sleeve.
Le premier problème que vise à résoudre l'invention est par conséquent de proposer une traversée dont les moyens de guidage du champ électrique peuvent être The first problem that the invention aims to solve is therefore to propose a crossing whose means for guiding the electric field can be
réalisés de façon simple.made in a simple way.
La traversée de paroi selon l'invention comprend, à cet effet, un manchon isolant, s'étendant selon un axe et portant, au moins sur une portion de surface extérieure axialement médiane, un revêtement apte à assurer un guidage d'un champ électrique prenant naissance dans le manchon; une âme conductrice s'étendant axialement à l'intérieur du manchon; des moyens de fixation pour fixer le manchon sur une paroi; et des moyens de liaison électrique pour relier électriquement le revêtement conducteur à un potentiel de référence. Ainsi, selon l'invention, les moyens de guidage du champ électrique comprennent seulement un revêtement extérieur du manchon, lequel peut être réalisé de façon simple, notamment par peinture, projection sous vide, ou The wall penetration according to the invention comprises, for this purpose, an insulating sleeve, extending along an axis and carrying, at least on an axially median outer surface portion, a coating capable of guiding an electric field. arising in the sleeve; a conductive core extending axially inside the sleeve; fastening means for fixing the sleeve to a wall; and electrical connection means for electrically connecting the conductive coating to a reference potential. Thus, according to the invention, the electric field guiding means comprise only an outer coating of the sleeve, which can be made in a simple manner, in particular by painting, vacuum projection, or
projection à chaud.hot projection.
Un autre problème que vise à résoudre l'invention est d'assurer un isolement électrique entre une extrémité de l'âme conductrice et la paroi ou ledit revêtement, lorsque cette extrémité débouche à l'air libre ou dans un fluide Another problem that the invention aims to solve is to ensure electrical isolation between an end of the conductive core and the wall or said coating, when this end opens in the open air or in a fluid
isolant tel que l'huile.insulation such as oil.
A cet effet, le manchon porte, au moins à une For this purpose, the sleeve carries, at least one
extrémité, des protubérances formant ailettes d'isolement. end, protuberances forming isolation fins.
Un autre problème que vise à résoudre l'invention est de fixer le manchon sur la paroi sans avoir à prévoir des pattes de fixation sur le manchon et des moyens de fixation correspondants sur la paroi A cet effet, les moyens de fixation du manchon comprennent un filetage porté par la surface extérieure du manchon et agencé pour coopérer Another problem that the invention aims to solve is to fix the sleeve on the wall without having to provide fixing lugs on the sleeve and corresponding fixing means on the wall. For this purpose, the sleeve attachment means comprise a threading carried by the outer surface of the sleeve and arranged to cooperate
avec un taraudage porté par la paroi. with tapping carried by the wall.
Avantageusement lesdits moyens de liaison électrique comprennent une surface de contact électrique entre ledit revêtement et une partie conductrice de la paroi. Cette liaison électrique par simple contact évite d'avoir à recourir à des liaisons par tresse conductrice ou boulons. Dans le cas o la traversée doit être fixée sur une paroi ne comportant pas de trou taraudé, mais des moyens de fixation standard tels qu'une pluralité de tiges filetées, il est nécessaire d'adapter le manchon à ces moyens de fixation, si possible sans avoir à concevoir un Advantageously, said electrical connection means comprise an electrical contact surface between said coating and a conductive portion of the wall. This single contact electrical connection avoids the need for conductive braid or bolt connections. In the case where the bushing must be fixed on a wall having no threaded hole, but standard fastening means such as a plurality of threaded rods, it is necessary to adapt the sleeve to these fastening means, if possible. without having to design a
nouveau type de manchon.new type of sleeve.
Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que la traversée comprend une embase conductrice agencée pour supporter le manchon dans la région portant le revêtement, et prendre appui sur la paroi Il suffit alors de concevoir l'embase sous une forme adaptée chaque fois aux moyens de fixation prévus sur la paroi L'embase peut par exemple comporter des pattes de fixation destinées à être This problem is solved according to the invention by the fact that the bushing comprises a conductive base arranged to support the sleeve in the region bearing the coating, and bear on the wall It is sufficient to design the base in a suitable form each time to the fixing means provided on the wall The base may for example comprise fixing lugs intended to be
traversées par des tiges filetées. crossed by threaded rods.
1 On notera que, de façon avantageuse, cette embase assure à la fois la fonction de support du manchon et la It will be noted that, advantageously, this base ensures both the support function of the sleeve and the
fonction de liaison électrique du revêtement. electrical connection function of the coating.
Selon une forme préférée de réalisation, l'embase comprend une portion de couronne périphérique destinée à coopérer avec la paroi, et une portion de cylindre centrale According to a preferred embodiment, the base comprises a peripheral crown portion intended to cooperate with the wall, and a central cylinder portion
destinée à coopérer avec le manchon. intended to cooperate with the sleeve.
Avantageusement, ledit taraudage est porté par la Advantageously, said tapping is carried by the
portion de cylindre centrale.central cylinder portion.
Avantageusement, la traversée comprend une collerette isolante recouvrant une face de l'embase conductrice destinée à être éloignée de la paroi, auquel cas elle coopère avec un clabot lui-même monté sur une tige Advantageously, the bushing comprises an insulating flange covering a face of the conductive base intended to be remote from the wall, in which case it cooperates with a clabot itself mounted on a rod.
filetée solidaire de la paroi.threaded integral with the wall.
Dans certains cas, la traversée reçoit un dispositif de raccordement d'extrémité de câble qui est simplement emmanché sur la traversée Il est alors nécessaire d'atteler ce dispositif à la traversée pour assurer une fixation absolue de celui-ci A cet effet la collerette isolante porte des moyens d'attache destinés à coopérer avec des moyens de fixation agencés pour fixer une In some cases, the bushing receives a cable end connection device which is simply fitted onto the bushing. It is then necessary to couple this device to the bushing to ensure absolute fixing thereof. For this purpose the insulating flange carries attachment means for cooperating with fastening means arranged to secure a
extrémité de câble sur la traversée. end of cable on the crossing.
Du fait que la collerette est isolante, le dispositif de raccordement d'extrémité de câble est isolé de la paroi, ce qui facilite la mise en oeuvre d'un essai de tenue électrique de la gaine du câble, connu sous le nom Because the flange is insulating, the cable end connection device is isolated from the wall, which facilitates the implementation of a test of electrical resistance of the cable sheath, known under the name
"d'essai de gaine"."Sheath test".
Il peut se trouver que le dispositif de raccordement de l'extrémité de câble, tel qu'une prise en forme de T ou de L, gêne l'accès à l'un des moyens d'attache de la collerette Il faut, dans ce cas, pouvoir modifier la position angulaire relative du dispositif de raccordement It may be that the device for connecting the cable end, such as a T-shaped or L-shaped socket, hinders access to one of the collar attachment means. In this case, it is possible to modify the relative angular position of the connecting device
par rapport aux moyens d'attache.relative to the attachment means.
A cet effet, la collerette isolante est montée à rotation la traversée Dans ces conditions, il suffit de modifier la position angulaire de la collerette pour For this purpose, the insulating flange is rotatably mounted crossing In these conditions, it is sufficient to modify the angular position of the flange for
résoudre le problème précité.solve the problem mentioned above.
D'autres détails et avantages de l'invention Other details and advantages of the invention
apparaîtront au cours de la description suivante d'une forme will appear in the following description of a form
de réalisation préférée mais non limitative, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'une traversée selon l'invention, montée sur un transformateur et coopérant avec des câbles électriques; et la figure 2 est une vue en perspective éclatée de preferred embodiment but not limiting, with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is an elevational view in section of a bushing according to the invention, mounted on a transformer and cooperating with electrical cables; and FIG. 2 is an exploded perspective view of
la traversée de la figure 1.the crossing of Figure 1.
La traversée 1 représentée sur la figure 1 comprend un noyau 2 électriquement isolant, constitué notamment de résine époxyde, qui se présente sous la forme générale d'un cylindre creux de section circulaire, ayant un axe 3 Une surface extérieure du noyau 2 porte, dans une région axialement médiane, des ondulations formant filetage 4, et dans une région d'extrémité, d'autres ondulations formant ailettes d'isolement électrique 5 Le noyau 2 comprend encore un rebord annulaire 6 disposé à une extrémité du filetage 4 la plus éloignée des ailettes 5 Les The bushing 1 shown in FIG. 1 comprises an electrically insulating core 2, consisting in particular of epoxy resin, which is in the general form of a hollow cylinder of circular section, having an axis 3. An outer surface of the core 2 carries, in an axially central region, threaded corrugations 4, and in an end region, other corrugations forming electrical isolation fins 5 The core 2 further comprises an annular rim 6 disposed at one end of the thread 4 furthest from the fins 5
autres régions du noyau 2 sont lisses. other regions of core 2 are smooth.
Le noyau 2 porte, sur toute la surface de son Core 2 carries, all over its surface
filetage 4 et sur celle d'une portion comprise entre celui- thread 4 and that of a portion between
ci et les ailettes 5, un revêtement conducteur 10 rapporté par tout moyen approprié, notamment par peinture, projection ci and fins 5, a conductive coating 10 reported by any suitable means, including painting, projection
sous vide, ou projection à chaud.under vacuum, or hot projection.
A l'intérieur du noyau 2 est logée une âme conductrice 11 Dans cet exemple, une extrémité 12 de l'âme débouche à l'extérieur du noyau 2 et est filetée, tandis qu'une autre extrémité 13 affleure sensiblement l'extrémité voisine du noyau et présente un organe élastique de contact électrique L'âme conductrice 11 est constituée de métal, Inside the core 2 is housed a conductive core 11 In this example, one end 12 of the core opens out of the core 2 and is threaded, while another end 13 is substantially flush with the adjacent end of the core 2. core and has an elastic member of electrical contact The conductive core 11 is made of metal,
notamment de cuivre ou de laiton.especially copper or brass.
La traversée comporte encore une embase 20 électriquement conductrice, notamment en alliage métallique léger L'embase 20 comprend une portion formant couronne 21 et une portion formant cylindre 22 Elle est coaxiale au The bushing also comprises an electrically conductive base 20, in particular a light metal alloy. The base 20 comprises a crown portion 21 and a cylinder portion 22. It is coaxial with the
noyau 2.core 2.
La portion formant couronne circulaire s'étend sensiblement dans un plan et porte, sur une face, un rebord annulaire 23 s'étendant axialement, dans une région radialement médiane Si nécessaire, plusieurs pattes de fixation 24, dont une seule est visible sur la figure 1, sont réparties autour de l'axe 3 et s'étendent dans le plan The circular crown portion extends substantially in a plane and carries, on one side, an annular flange 23 extending axially in a radially median region. If necessary, a plurality of fastening tabs 24, only one of which is visible in FIG. 1, are distributed around the axis 3 and extend in the plane
de la couronne, radialement vers l'extérieur. of the crown, radially outward.
La portion formant couronne 21 présente une ouverture circulaire 25 radialement intérieure La portion formant cylindre 22 présente un diamètre intérieur sensiblement égal à celui de l'ouverture 25 et s'appuie par une extrémité sur un bord de cette ouverture, sur une face de la portion formant couronne 21 qui est la plus éloignée The crown portion 21 has a radially inner circular opening. The cylinder portion 22 has an inside diameter substantially equal to that of the opening 25 and is supported at one end on an edge of this opening on one side of the portion. forming crown 21 which is the farthest
du rebord 23.from the rim 23.
La portion formant cylindre 22 porte, sur une face intérieure, un taraudage correspondant au filetage 4 porté par le noyau 2 et s'étendant axialement sur une même longueur Elle présente, à une extrémité éloignée de la portion formant couronne 21, une gorge annulaire intérieure The cylinder portion 22 carries, on an inner face, a thread corresponding to the thread 4 carried by the core 2 and extending axially on the same length It has, at an end remote from the crown portion 21, an inner annular groove
26 logeant un joint torique 27.26 housing an O-ring 27.
La traversée 1 comprend enfin une collerette 30 en une matière électriquement isolante, telle qu'en matière thermoplastique ou thermodurcissable La collerette 30 a une forme de cloche Elle présente une ouverture centrale circulaire 31 de dimensions correspondant au diamètre de la portion formant cylindre 22 de l'embase 20 Cette ouverture 31 est entourée d'un rebord annulaire 32 s'étendant The bushing 1 finally comprises a flange 30 made of an electrically insulating material, such as a thermoplastic or thermosetting material. The collar 30 is bell-shaped. It has a circular central opening 31 of dimensions corresponding to the diameter of the cylinder portion 22 of the cylinder. This base 31 is surrounded by an annular flange 32 extending
axialement vers l'extérieur.axially outward.
La collerette 30 présente un diamètre extérieur égal à celui de la portion formant couronne 21 de l'embase Dans son épaisseur, sont ménagés plusieurs trous traversants 33 répartis périphériquement et destinés à loger des éléments de fixation tels que des pattes perforées 34 ou un insert taraudé non représenté permettant l'attelage d'une pièce de raccordement de câble telle qu'une prise Ces éléments de fixation sont glissés dans les trous 33 par une face inférieure de la collerette 30 et coopérent avec un The flange 30 has an outer diameter equal to that of the crown portion 21 of the base In its thickness, are formed several through holes 33 distributed peripherally and intended to accommodate fastening elements such as perforated lugs 34 or a threaded insert not shown for coupling a cable connecting piece such as a plug These fixing elements are slid into the holes 33 by a lower face of the flange 30 and cooperate with a
épaulement des trous formant butée axiale. shoulder of the holes forming axial stop.
Sur la figure 1 est représenté partiellement un couvercle métallique 40 d'une cuve de transformation électrique basse tension BT/ moyenne tension MT présentant une ouverture circulaire 41 de diamètre légèrement supérieur au diamètre du rebord annulaire 23 de l'embase 20 L'embase repose, par sa portion formant couronne 21, sur le couvercle 40, avec interposition d'un joint d'étanchéité plat 42 Son rebord 23 s'étend axialement légèrement à l'intérieur de l'ouverture 41 du couvercle 40 Dans le cas o le transformateur renferme des gaz sous une pression particulièrement élevée, le joint plat 42 est remplacé par un joint torique disposé dans une rainure annulaire de FIG. 1 partially shows a metal cover 40 of a LV low voltage / medium voltage electrical transformer tank having a circular opening 41 of diameter slightly greater than the diameter of the annular flange 23 of the base 20. The base rests, by its crown portion 21, on the cover 40, with the interposition of a flat gasket 42 Its flange 23 extends axially slightly inside the opening 41 of the cover 40 In the case where the transformer encloses gases under a particularly high pressure, the flat gasket 42 is replaced by an O-ring disposed in an annular groove of
l'embase 20.the base 20.
La collerette 30 coiffe la portion formant cylindre 22 de l'embase 20 et prend appui sur sa portion formant couronne 21 Le noyau 2 de la traversée 1 est vissé dans l'embase 20 jusqu'à venir en butée sur l'extrémité de la portion formant cylindre 22 de l'embase 20 et comprimer le joint torique 27 Un contact électrique existe entre le revêtement conducteur 10 du noyau 2 et l'embase 20, sur toute la surface du filetage 4 du noyau Le noyau 2 est immobilisé en rotation par rapport à l'embase 20, par exemple au moyen d'un cordon de colle localisé Ce cordon de colle peut être conçu pour compléter l'étanchéité réalisée par le joint torique 27 ou même assurer à lui seul cette The flange 30 caps the cylinder portion 22 of the base 20 and bears on its crown portion 21 The core 2 of the bushing 1 is screwed into the base 20 to abut on the end of the portion forming a cylinder 22 of the base 20 and compressing the O-ring 27 An electrical contact exists between the conductive coating 10 of the core 2 and the base 20, over the entire surface of the thread 4 of the core. The core 2 is immobilized in rotation relative to at the base 20, for example by means of a bead of localized glue This glue bead can be designed to complete the tightness achieved by the O-ring 27 or even ensure by itself
étanchéité.seal.
Le rebord annulaire 6 du noyau 2 fait face à celui 32 de la collerette mais en est éloigné d'un léger jeu axial, de sorte que la collerette est libre en rotation The annular rim 6 of the core 2 faces that 32 of the collar but is moved away from a slight axial play, so that the collar is free in rotation
autour de l'axe 3.around axis 3.
Selon une variante de fixation du noyau 2 sur l'embase 20, le noyau ne comporte pas de filetage 4 mais est logé de façon ajustée dans la portion formant couronne 22 de l'embase 20 et est immobilisé axialement par une goupille annulaire. Le couvercle 40 porte plusieurs tiges filetées 43 réparties autour de son ouverture circulaire 41 La fixation de la traversée 1 sur le couvercle 40 peut s'effectuer notamment selon l'une des deux manières suivantes Selon la première manière (à gauche, figure 1) , s ur chaque tige filetée 43, est enfilé un clabot métallique 44 prenant appui par une extrémité sur le couvercle 40 et par une autre extrémité sur la collerette 30 Chaque clabot 44 est maintenu par un écrou 45 La liaison électrique entre l'embase 20 et le couvercle 40 est assurée par un contact métallique en feuille 39 pincé à une extrémité entre l'embase 20 et la collerette 30, et à une autre extrémité entre la collerette 30 et l'un des clabots 44. Une deuxième manière de fixer la traversée 1 sur le couvercle 40 consiste à munir l'embase 20 de pattes 24 destinées à être traversées par les tiges filetées 43 Un écrou 38 est monté alors sur chaque tige filetée et prend appui sur l'embase 20 Cette fixation assure en même temps According to a variant of attachment of the core 2 on the base 20, the core has no thread 4 but is fitly fitted in the crown portion 22 of the base 20 and is immobilized axially by an annular pin. The lid 40 carries a plurality of threaded rods 43 distributed around its circular opening 41. The fixing of the bushing 1 on the lid 40 can be effected notably in one of the two following ways. According to the first way (on the left, FIG. On each threaded rod 43, is threaded a metal clapper 44 supported by one end on the cover 40 and another end on the flange 30 Each clasp 44 is held by a nut 45 The electrical connection between the base 20 and the cover 40 is provided by a sheet metal contact 39 pinched at one end between the base 20 and the flange 30, and at another end between the flange 30 and one of the cleats 44. A second way to fix the bushing 1 on the lid 40 is to provide the base 20 with tabs 24 to be traversed by the threaded rods 43 A nut 38 is then mounted on each threaded rod and bears on the base 20 C this fastening ensures at the same time
la liaison électrique entre l'embase 20 et le couvercle 40. the electrical connection between the base 20 and the cover 40.
A l'extrémité 12 de l'âme conductrice Il située dans le transformateur est fixée une extrémité d'un câble 46 par l'intermédiaire d'un manchon de raccordement 47 fixé par At the end 12 of the conductive core 11 located in the transformer is fixed one end of a cable 46 via a connecting sleeve 47 fixed by
un écrou 48.a nut 48.
Le transformateur est rempli d'huile jusqu'à un niveau 49 tel que les ailettes 5 du noyau 2 sont immergées ainsi qu'une extrémité du revêtement conducteur 10 voisine The transformer is filled with oil to a level 49 such that the fins 5 of the core 2 are immersed as well as one end of the adjacent conductive coating 10
de ces ailettes.of these fins.
Dans cet exemple, une prise mâle 50 en forme d'équerre, notamment en forme de L, coiffe extérieurement le noyau 2 Elle comporte notamment une couche conductrice interne 51 recouvrant une extrémité du noyau 2 sur une faible longueur axiale, une couche isolante 52 le recouvrant jusqu'à son rebord annulaire 6, et une couche conductrice externe 53 recouvrant ce rebord 6 La couche conductrice externe 53 présente une extrémité disposée sensiblement en face d'une extrémité du revêtement conducteur 10 de façon à assurer un guidage continu d'un champ électrique prenant In this example, a male plug 50 in the shape of a square, in particular L-shaped, externally cap the core 2 It comprises in particular an inner conductive layer 51 covering one end of the core 2 over a short axial length, an insulating layer 52 the covering the rim 6, and an outer conductive layer 53 covering the flange 6. The outer conductive layer 53 has an end disposed substantially opposite one end of the conductive coating 10 so as to ensure continuous guidance of a field electric taking
naissance dans la prise 50 et le noyau 2. birth in the socket 50 and the nucleus 2.
Un étrier 54 comprend plusieurs tirants 55 s'accrochant dans les pattes perforées 34 de la collerette : en tant que de besoin, la collerette 30 est déplacée angulairement autour de l'axe 3 pour disposer les pattes A stirrup 54 comprises several tie rods 55 hooked into the perforated lugs 34 of the collar: as necessary, the collar 30 is angularly displaced around the axis 3 to arrange the legs
perforées 34 en face des tirants 55. perforated 34 in front of the tie rods 55.
L'étrier 54 prend par ailleurs appui centralement The yoke 54 also supports centrally
sur la prise 50 par l'intermédiaire d'un crochet fileté 56. on the socket 50 via a threaded hook 56.
Lorsque du courant passe dans la traversée 1, des lignes de champ électrique s'étendent le long de la couche isolante 52 de la prise 50 et le long du noyau 2, grâce à un écran constitué par la couche conductrice externe 53 de la prise 50 et le revêtement conducteur 10 du noyau 2 Dans le transformateur, les lignes de champ traversent le noyau 2 et When current flows through the bushing 1, electric field lines extend along the insulating layer 52 of the plug 50 and along the core 2, thanks to a screen constituted by the outer conductive layer 53 of the plug 50. and the conductive coating 10 of the core 2 In the transformer, the field lines pass through the core 2 and
s'épanouissent dans l'huile.flourish in the oil.
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