Brevet FR2080509A1 — publié le 19711119

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de commutations à haute tension suivant le système de construction par unités de montage qui, en utilisant l'interruption multiple, comprend une zone de tension de service très large 5 allant des moyennes tensions aux très hautes tensions. On connaît déjà des systèmes de construction pnr unités de montage dans lesquels, en ajoutant des capacités de commande, des résistances, et des points de coupure supplémentaire pour interrompre le courant de résistance,, ainsi qu'en ajoutant d' 10 autres unités d'interruption, on peut augmenter les intensités de courant de rupture pour des tensions de service données. Pour augmenter les intensités de courant de rupture, on connaît également entre autres des mesures du genre de celle consistant à augmenter la pression du moyen de soufflage»à uti-15 liser un moyen de soufflage à grand rendement, à interrompre les contacts de commutation de façon synchrone avec le courant,. Mais dans tous ces cas, il est nécessaire en principe de dimensionner les contacts de puissance suivant l'ordre de grandeur de la puissance de rupture souhaitée. Les mesures supplé-20 mentaires ne provoquent des augmentations de puissance qu'entre des limites relativement étroites. De plus, les points de rupture prévus pour interrompre le courant de résistance présentent une construction fondamentalement différente ue celle des contacts de puissance, de façon à 25 éviter une dépense inutilement élevée pour cette fonction à remplir. Il en résulte un échantillonnage très varié dans la finition, de sorte qu'il est très difficile de rationnaliser la fabrication. Cet inconvénient résulte également du fait que, pour les petites intensités de courant de rupture, il est pré-30 vu un autre système de construction par unités de montage qui en général, repose en outre sur un autre principe d'extinction ou de soufflage que le système pour la gamme des intensités de courant de rupture allant des intensités moyennes aux intensités très élevées. 35 La présente invention se propose en conséquence de réali ser un système de cons+ruction par unités de montage qui, en utilisant 1'interrup+ion multiple, comprend un domaine de tensions allant des moyennes aux très hautes tensions et qui, pour une dépense minimale, permet une fabrication ra+icnnelle et le BAD ORIGINAL 70 01814 2 2080509 plus possible autotiatique 0 Ce résultat est obtenu par 1 ' invention, par un système de construction psr unités de montage qui, pour l'ensemble des types et s, pour des intensités de courant de court-circuit allant des i'aibles intensités ..ux int«nuitée très élevées, prcs-nte un mode de réalis tion fondamental sf-nsii-lement identique, en particulier pour l'unité ae con.ei.ut-. tion, le coce ne réalisation ae l'unité de coL.tru.tj. tion étant ..in ensionné pour les ;.lus petits courants ae court-circuit, au moins i.ouï les gracient s ce pt ese.-ge par zéro du courant qui se produisent dans la zone de courants de court-circuit moyens, tanois qu'éventuellement les modes de réalisation pour les courants de court-circuit élevées sont équipés de préférence en étages avec commande synchrone et/ou avec moyens de soufflage c- grande puissance et/ou t.vec pressions élevées de moyens de soul'i'iage. pour obtenir des modes de réalisation de base identiques des dispositifs de coca ncte pour interrupteurs légers et bon marché et our interrupteurs pour courants de court-circuit é-levés, ér. particulier commutateurs i commande eyncrcnisée, il est proposé suivant un développement de l'invention d'utiliser un dispositif ce tranoeuvre connu en soi dont le c.ode de réalisation fondamental peut être utilisé aussi bien pour des royens de i:&noeuvre -rcini ires que rour a es moyens oe manoeuvre à faible inertie. Celà peut être par exemple une commande ur moyen de pression qui, pour les interrupteurs légers, est actionnée de façon connue on soi r>neum: ticuement ou hydrauliquement, tandis que, pour les commutateurs lourds, on réalise en ajoutant des organes supplémentaires ou analogues une commande -ar explosion \ à allumage sans inertie, p.r ex^mpl- allumage élecironi.-.ue, a-fin d'augmenter au maximum la vitesse de commute.-.tion, de dimi- • nuer le temps de manoeuvre et d'obtenir la synchronisttion. ïïn résultat particulièrement avantageux e-st obtenu par une commande à moyen de ^ression utilisant un gaz ou un mélange de gaz qui permet un allumage sans inertie, j..,.r exemple r.ar impulsion lumineuse ou autre analogue. On peut compléter un tel mélange de gaz au moyen de conduites de remplissage qui servent aussi de conduites d ' c-liment a tion aux moyens de pression pour amener le fluide ûe pression duas les commandes de type usuel sous leur mode de réalisation de base. BAD ORIGINAL 70 01814 3 2080509 10 15 20 25 30 Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de 1 ' invention, on peut utiliser au choix avec le même mode de réalisation de base de l'urité de commutation des fluides d'extinction gazeux et/ou liquides, en particulier des gaz liçuifiés qui présentent déjà •. l'état gazeux une capacité d'isolement é-îevée. Dans ce cas, on veut ii.a&inr-r comme code de réalisation de bt.se une u.' ite ae commutation dimonsi'nnée pour la série des moyennes tensions, a pression o.s gaz relativement l'aible. Zn utilisant un fluide d'extinction liquide il est ossible, par uit-de la transformation de la couche limite isolant solioe-isolant gazeux en couche limite j sol, nt solide-isolant liquide d'augmenter l'isolement intérieur jus :tcïi~ur de la chamore de commutation. Pour que cet avantage produise pleinement tous ses effets , on peut prévoir des mesures sufplémentaires grâce auxquelles on évite les surfaces limites d'isolement contre des gaz ou bulles de gaz, par exemple en donnant une l'orne appropriée à 1' isolement en utilisant des ratières ou revêtements répulsifs, etc. Un autre av;,nta;-:e résulte de la commande synchronisée car il suffit au fluide isolant liquide de très courts parcours de commutation our qu'il présente une capacité d'isolement élevée et permette par conséquent une synchronisation très précise. De plus, l'utilisation du liquide isolant, en particulier d'un gaz liquéfié à pression élevée, permet un dic.eJieionnaKent très économique ces contacts ce rupture, même pour des intensités de covrants de rupture très élevées. J)e cette façon, un tel contact de rupture ainsi dimsm:ionné peut être également utilisé corrs contact de rupture de résistance sejas entraîner pour autant une dépense exagérée. Grâce i l'invention, l'adaptation aux conditions de commutation aans les différents domaines d'intensités de courant ce court-circuit ne s'effectue donc pas en modifiant le principe de construction ni en diversifiant les types de fabrication mais en modifiant cans chaque cas les conditions d'extinction tgenre d' 70 01814 / -r i 2080509 agent d'extiction, pression du fluide d'extiction, moment de 1' extiction, course et vitesse de cou-mutation), et ceci* en fonction des nécessités créées par le courant de court-circuit, de la tension de srvice, de l'alimentation du réseau, du lieu d' 5 utilisation, etc. Il est- possible ainsi de fabriquer économiquement en grandes séries des unités de base dont la construction demande peu de matériau qui sont adaptées aux différentes situations possibles au moyen d'éléments de complément ou seulement de légères modifications constructives. 10 Enfin, l'invention permet également un procédé de vérifica tion rationnel dans lequel la forme la plus simple de l'unité de base est soumise au courant de court-circuit le plus faible prévu pour l'ensemble du système, ce courant de court-circuit présentant cependant un gradient de passage par zéro qui correspond 15 au moins à celui du domaine des courants de court-circuit d'intensité moyenne. la tension restaurée correspond aux valeurs prescrites. L'allure de la variation de courant nécessaire peut être obtenue par exemple par transmission de courants à plusieurs fréquences, sursaturation de circuit magnétique des dispositifs ' 20 producteurs de courant, etc. Avec ce procédé de contrôle» il suffit d'un large contrôle de l'unité de base pour la plus petite zone de courants de circuit tandis que, pour les courants de . court-circuit élevés, lorsqu'on utilise la commande synchronisée, . on peut se contenter d'un essai de type dont l'importance est 25 notablement réduite. les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va.suivre, à titre d'exemple, de différentes possibilités de réalisation. Un mode de réalisation du système de construction par uni- » 30 tés de montage suivant l'invention possède- par exemple des réalisations de base pour l'unité de commutation, l'unité de commande, dispositif isolant et le support de base qui sont essen- . tiellement les mêmes pour tous les domaines d'intensité et de tension. A titre d'exemple, le type de réalisation fondamental 35 pour l'unité de commutation peut être dinensionné pour un courant de court-circuit ayant une intensité sensiblement égale à 20 M, tout en pouv;ait supporter déjà le gradient de passage par zéro d'un courant d'intensité de 40 kA; il peut s'agir en l'oc-Curence d'une chambre de cocmutation connue en soi qui comporte 3AD ORIGINAL j. 70 01814 5 2080509 un gaz électronégatif, par exemple du Si1' S, a faible pression de remplissage et •! production d ' étoufiement autopneunatique. Iour pouvoir traiter des courants ae court-circuit d'intensité moyenne, d'environ On obtient encore un meilleur résultat si, en modifiant l'état physique de . .atière, on réalise un bend fJans la série 30 des te/siens. titre d'exemple, le mode de réalisation fonca-ment 1 de l'unité de commutation est dii.ensionné pour les moyennes tensims, avec une pressioncfe gpzrelativement faible, en utilisant avantageusement un système autopnemn.: tique à SF 5. Une telle unité de commutation peut présente! ûes dimensions très réouites. 35 Pour obtenir des tensions et des courants de rupture plus élevés, on utilise ce gaz à l'état liquide, les ci-.ensions réduites permettant d'utiliser une faible quantité de gaz. ..our traiter les pressions élevées du gaz liquéfié, l'unité de commutation peut par exemple être dotée d'une chambre de pression BAD ORIGINAL 70 01814 6 2080509 supplémentaire. Si les puissances ae rupture sont encore plus élevées, on peut utiliser en plus la commande a synchronisation pour laquelle la chambre de commutation lieuide avec courses de commutation de faible longueur est particulièrement adaptée. On peut également dans ce cas utiliser en t-u .plénxnt une com-mahae è. faible inertie. BAD ORIGINAL 70 01814 7 2080509 REVEIIDICAT 10 11 S 1- Procéâé pour la fabrication d'interrupteurs à haute tension par un système de construction par unités de montage qui, en utilisant l'interruption multiple, couvre les domaines de 5 tension allant des noyennes tensions aux très hautes tensions, caractérisé en ce que, pour l'ensemble du domaine de types, depuis les faibles courants rie rupture jusqu'aux très hautes intensités de courant de rupture, il est prévu un mode de réalisation largement identique au point de vue construction, en par-10 ticulier pour l'unité de commutation, le mode de réalisation fondamental de l'unité de commutation étant dimensionné poux lesplus petites intensités de courant de rupture, mais au moins pour les gradients de passage du courant par zéro qui apparaissent dans la zone des courants de rupture moyen et si nécessaire 15 jusqu'aux courants de rupture très élevés, caractérisé également en ce qu'éventuellement les modes de réalisation pour les / courante de rupture très élevés sont équipés de préférence en étages avec une commande synchronisée et/ou avec des fluides d' extinction à grande puissance ou/et avec des pressions de e:oyens 20 d'extinction élevées. 2 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on utilise comme mode de réalisation fondamental du dispositif de commande ou/et d'actionnement un dispositif connu en soi dont la tuise en oeuvre s'effectue au choix par des iroyens de 25 commande normaux ou à faible inertie. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que, pour les interrupteurs à faible courant de rupture, la commande par moyen de pression est actionnée de préférence pneumatiquoment ou hydrauliquement et, pour les commu- 30 tateurs dont le coiirant de rupture est situé dans la gamme allant des moyennes intensités lux très hautes intensités, la commande est actionnée de préférence par une substance explosive avec allumage sans inertie, par exemple allumage électrique. é - procédé suivant l'une des revendications à 3 carac-35 térisé en ce qu'on utilise une commande par moyen de pression avec un gaz ou mélange de gas allumé de préférence par impulsions lumineuses ou -ar dispositif photo-électrique. 5 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à £ caractérisé en ce qu'on utilise un tuyau,un flexible, ou analogue, dis$AD ORIGINAL 70 01814 8 2080509 posé entre le potentiel haute tension et le potentiel terre, qui est utiiis' au choix comme conduite de commande, conduite de i'luide de pression ou conduite de remplissage de recomplè-tementc 6 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'on utilise comme i'luide d'extinction ou/et fluide de conmande au choix un gaz comprimé ou un liquide isolant, et de préférence un gaz liquéfié dont la capacité isolante est déjà élevée à l'état gazeux. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'on utilise le même mode de réalisation fondamental pour.l'interruption de puissance et l'interruption de résistance éventuellement nécessaire. 8 - Procédé de contrôle pour le mode de réalisation fondamental de l'unité de commutation suivant l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le contrôle à la tension restaurée normale s'effectue avec la plus laible intensité de courant ce -court-circuit du système de construction par unités de montage5 le gradient de passage de l'intensité par aéro présentant au taoins" les valeurs de l'intensité de courant de court-circuit moyenne, et éventuellement aussi celles du courant de court-circuit ayant l'intensité la plus élevée. i 8*0 ORIGINAL