Brevet FR2068549A1 — publié le 19710827

La-présente invention est relative à une sous-station à haute tension dans laquelle tout l'appareillage électrique nécessaire pour son fonctionnement est agencé de maniere à fournir un ensemble com pact (ou intégre) de dimension très reduite à la fois en hauteur et en plan.Plus précisément, l'invention concerne une sous-station électrique munie de moyens permettant à la fois dtinstaller les barres omnibus sous tension plus près de l'appareillage électri- que et de rapprocher les barres omnibus ( un ou plusieurs jeux de barres triphasées), ce qui permet de réduire considérablement l'es- pace et donc de supprimer à la fois les isolateurs classiques. de support des barres ainsi que les cadres de support de ltappareillage qui sont traditionnellement nécessaires dans une sous-station I1 est connu que les jeux de barres omnibus triphasées (qui peuvent être au nombre de un, de deux et également de trois, ce qui forme un système de barres simple, double, etc ..) sont, dans les sous-stations à haute tension classiques,suspendus par des channes d'isolateurs convenables à partir de structures métalliques ou en ciment de manière à obtenir la distance isolation re quise entre phases , à la masse , ou à dtautres appareillages électriques ; les disjoncteurs voles sectionneurs et les transformateurs de mesure sont généralement montés sur des supports ayant la forme de cadres, de chariots, ou similaires dont la hauteur permet à chaque appareillage électrique d'être fonctionnellement et également physiquement distinct, ce qui exige l?em ploi dtune structure de support distinct.La construction d'une sous-station classique steffectue donc en réalisant tout d'abord les fondations - qui présentent généralement de grandes dimensionspour les cadres de support des appareillages qui sont ensuite montés et sur lesquels les appareillages appropriés sont disposés ensuite; tous les dispositifs constitutifs sont finalement interconnectés selon le schéma électrique prévu . Ce type d'installation exige un espace étendu et son temps de montagne est tonE étant donné qu'une suite immuable de stades de montage doit ëtre suivie .Les dimensions verticales sont également remarquables et dais certains cas sont inacceptables Les sousstations classiques ne réussissent donc pas à résoudre le problème- qui est actuellement profondément ressenti et posé par la distribution de l'énergie électrique à haute tension dans les grandes villes et égale ans les usines en raison justement de leur besoin en espace étendu à la Rois en surface et en hauteur L1invention a donc pour but de fournir -une sous-station à haute tension munie de tout l'appareillage électrique nécessaire à son fonctionnement mais dont les dimensions sont réduites à la fois en surface et en hauteur d'une manière lui permettant autre montée dans des bâtiments ou à des endroits dans lesquels 1 espace disponible est très réduit ; -une sous-station de construction compacte, munie de dispositifs d'isolation et de raccordement permettant de supprimer les isolateurs de support des barres omnibus, les fondations et les cadres de support des appareillages électriques, afin de permettre de préparer et d'essayer en usine les divers appareillages et les jeux de barres omnibus triphasés pour les monter ensuite dans la sous-station et les connecter directement, ce qui permet de ré- duire considérablement l'emploi de câbles de connexion et de cadres supplémentaires La sous-station à haute tension , objet de l'invention ,qui est de construction compacte et équipée de tout l'appareillage électrique nécessaire, est caractérisée en ce qu'elle comprend des barres séparées formant un ou plusieurs jeux de barres, de préférence à phases intercalées ) enfermées dans une enceinte métallique directement mise à la masse et isolées par rapport à eelle-ci au moyen d'un fluide liquide ou gazeux isolant convenable , chaque barre comportant au moins une borne ( ou sortie) pour la connecter à 17appareillage électrique extérieur ,17ensemble des bornes étant disposé de manière telle qu t au moins les bornes relatives aux phases constituant chaque jeu de barres omnibus soient alignées selon une droite oblique par rapport aux axes des barres les bornes ainsi espacées étant connectées directement aux sectionneurs de barres aux transformateurs de mesure eoté barres, au disjoncteur associé,de préférence du type disjoncteur-sectionneur, et aux transformateurs de mesure coté réseau, de manière à former un ensemble compact reposant de préférence sur un support unique et de dimensions réduites D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante , donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexas, dans lesquels la Fig.l représente schématiquement une vue en élévation d'une sous-station à haute tension selon l'invention la Figes représente schématiquement une vue en plande la station représentEe à la Fig.l. En se référant aux Figs, dans une sous-station de type compact ou "intégré" selon l'invention, ensemble des jeux de barres triphasées repose sur un support ou cadre 1, chacune des barres omnibus étant enfermée dans une enceinte métallique tubulaire Les enceintes 2 à 7 sont placées en contact les unes des autres et sont mises à la masse .Chaque barré sous tension (non représentée) est maintenue au centre de son enceinte tubulaire au moyen d'entretoises isolantes réparties à distances égales , l'isolation de la barre par rapport à l'enceinte étant assurée par un fluide liquide ou gazeux convenable .On a constaté dans la pratique que l'on peut utiliser pour le fluide isolant des huiles minérales ou synthétiques, de l'hexafluorure de soufre (SF6), de l'air, de l'azote ou d'autres gaz ou liquides présentant des caractéristiques diélectriques similaires Les deux jeux de barres triphasées représentés sur les dessins à titre d'exemple , sont disposés de telle manière que les phases soient alternées, c'est-à-dire qu un jeu triphasé soit constitué par les enceintes 2,4,6 tandis que l'autre jeu est constitué par les enceintes 3,5,7 .Chaque barre logée dans son enceinte métallique est munie d'une ou. de plusieurs bornes située verticalement et de manière convenable pour raccorder la barre aux appareillages électriques montés à l'extérieur Les deux jeux de bornes 8,10,12 et 9,11,13- c'est-à-dire les bornes relatives aux phases des deux Jeux de barres- sont disposés (FIg.2) de manière à réduire à une valeur minimale ltétendue horizontale nécessaire, c'est-à-dire quelles sont disposées selon une droite oblique par rapport à l'axe longitudinal des barres On assure ainsi une. distance d'isolation suffisante entre les- sor- ties ou les bornes des barres, les enceintes étant en contact les unes avec les autres et reposant sur le cadre 1 ou directement sur le so3,sans nécessiter l'emploi de channes d'isolation , de cadres de support , ni de fondations Les bornes des barres peuvent être constituées par des conducteurs logés dans des coquilles en porcelaine ou en une autre matière isolante convenable . Ce montage fournit également l'avantage important de réduire notablement le temps de montage étant donné que l'ensemble entier de barres omnibus ainsi isolé peut ëtre entièrement fabriqué et essayé à ltusine afin d'être monté ultérieurement dans la sous-station sans qu'il soit nécessaire de construire des cadres complexes et de grandes dimensions. Cette structure préfabriquée permet de plus, selon l'invention, d'obtenir un ensemble compact "sectionneurs + disjoncteursectionneur + transformateurs de mesure ", c'est-à-dire l'ensemble entier des appareillages électriques d'une sous-station classique. En fait, un support unique 14 ( un support étant nécessaire pour chaque phase c 'est-à-dire relativement à chaque paire de barres disposée alternativement, comme représenté à la Fig.2 ) supporte les deux sectionneurs de barres 15 et 15'qui connectent directe ment, sans utiliser de câbles, les bornes 12 et 13 avee le transformateur dtintensité 16 installé du ouaté barres; ce transformateur est également connecté directement au disjoncteur-sectionneur 17, de type connu, qui est lui-même connecté également directement à des transformateurs d'intensité 18 et de tension 19 du côté réseau et à la ligne de transport 20. L'ensemble des appareillages électriques nécessaires à l'équipement d'une sous-station à haute tension constitue, selon l'invention, une installation unitaire et compacte présentant tous les avantages pratiques et économiques susmentionnés REVENDICATIONS l-Sous-station électrique à haute tension de construction co3n- pacte, équipée de tous les appares ges électrIques nécessaires caractérisée en ce que ses barres omnibus, constituant un ou plusieurs ensembles ou Jeux triphasés dont les phases sont de préfér rence alternées, sont renfermés dans des enceintes métalliques mises directement à la masse et par rapport awzq-uelles elles sont isolées au moyen d'un fluide isolant, au moins une borne allongée étant prévue pour chaque barre pour la connecter aux appareillages électriques montés à itextérieur, l'ensemble des bornes étant placé de façon telle qu'au moins celles relatives au' phases constituant chaque jeu de barres soient allgnécs selon une droite oblique par rapport aux axes des barres , les bornes ainsi espacées étant con nectées directement aux ensembles d'appareils constitués chacun par les sectionneurs de barres , le transformateur de mesure situé du côté des barres, le disjoncteur - de préférence du type dissone teur-sectionneur - et les transformateurs de mesure du côté résean- de manière à former un ensemble compact reposant de préférence sur un support unique 2-Sous-station selon la revendieation 1, earaetérisée en ce que les enceintes métalliques contenant les barres omnibus sont rapprochées les unes des autres ou sont en contact les unes avec les autres en reposant sur le sol ou sur un support unique )-Sous-station selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que dans chaque enceinte la barre omnibus est maintenue coaxialement a' une certains certaine distance de la surface interne de cette enceinte au moyen d'entretoises en matériau isolant et convenablement espacées 4-Sous-station selon lune quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ee que les bornes des barres omnibus sont constituées par des conducteurs logés dans des coquilles en porcs laine ou en une autre matière isolante convenable