Brevet FR2111871A1 — publié le 19720609

La prdsente invention concerne une installation de commutation à haute tension qui est insérée dans des lignes aériennes à haute tension, par exemple à des croisements de tracés ou en des points de dérivation de lignes aériennes à haute tension. De telle s installations de commutation à haute tension sont réparties en une ou plusieurs travées et munies, quant à leur structure, de portiques d'arrivée pour les conducteurs de ligne d'un ou de plusieurs plans de tensions de lignes aériennes à haute tension amenés sur des pylônes, de portiques terminaux et de portiques auxiliaires, des câbles d'admission aux travées, soutenus par lesdits portiques auxiliaires, étant disposés entre portiques arrivée et terminaux.Aux travées sont associés des disjoncteurs de puissance, des transformateurs et des sectionneurs, qui sont disposés entre les portiques et sont réunis aux cibles d'admission aux travées dans le circuit choisi. Dans des installations de commutation de l'espèce décrite connues, il est classique d'isoler à l'air tous les appareils, y compris les disjoncteurs de puissance, les transformateurs et les sectionneurs. Ces appareils sont par suite particulièrement grands et lourds et doivent être assemblés sur place à partir des éléments amenés séparément. Pour la surveillance et l'entretien en exploitation, en particulier des éléments actifs de commutation disposés au-dessus des isolateurs support créant l'isolement par rapport au sol, il y a lieu de laisseisuffisamment de place libre entre les appareils.Cette place se détermine d'après les dimensions des grues et treuils nécessaires en tenant compte de leur zone de pivotement. Pour obtenir une plus grande sécurité d'exploitation, mais aussi pour maintenir petite la flèche des câbles d'admission aux travées dans le cas des grandes dimensions nécessaires, on subdivise tout espace de l'installation de commutation entre portique d'arrivée et portique terminal au moyen d'au moins un, le plus souvent plusieurs portiques auxiliaires. Il én résulte un ou plusieurs espaces de barres collectrices et un espace de travée tourné vers le portique d'arrivée, qui contient le disjoncteur de puissance, le transformateur et le sectionneur de puissance. Mais ceci, du point de vue du montage prend également de la place.Pour économiser de la place, il a déjà été proposé (voir Brevet suisse ne389.740, colonne 1, lignes 12 à 16) d'isoler à l'air une partie des appareils, à savoir le disjoncteur de puissance et le transformateur disposés dans espace de travée, et d'isoler au moyen gaz gaz sous pression, par exemple lthexafluorure de soufre, et de blinder l'autre partie, à savoir les barres collectrices et le sectionneur et le transformateur qui leur sont associés ainsi que les parties des cules d'admission aux travées qui s' étendent dans cette zone.Ceci ne réduit cependant pas sensiblement le coût du montage, qui s'effectue surtout dans l'espace des travées,ne résout pas les problèmes d'espace résultant de la sécurité et ne soustrait pas complètement les appareils très sensibles et treks comateux aux influences atmosphériques souvent désagréables. En outre, le raccordement des cibles des lignes aériennes à haute tension nécessite un écartement minimal prescrit auquel les écartements des appareils dans espace de travée doivent s'adapter, de telle sorte que les barres collectrices blindées s'étendant perpendiculairement à l'axe de départ des lignes sont inutilement longues et coûteuses.Le compromis décrit en dernier lieu est pour cette raison, pour des installations à l'air libre, à peine d'une importance pratique, mais seulement occasionnellement pour des installations à l'intérieur spéciales, cependant pour ces dernières on utilise de plus en plus des installations à haute tension complètement blindées. Un gaz sous pression remplit un blindage renfermant tous les appareils de l'installation. Dans de telles installations on voit actuellement le cas le plus favorable, parce que les pièces véhiculant de la haute tension de tous les appareils sont soustraites de bout en bout à l'influence de l'atmosphère et ne nécessitent que des trajets d'isolement par rapport à la terre, courts, déterminés par la pression du gaz.Des difficultés se rencontrent par contre du point de vue du montage pour le raccordement des cibles des lignes aériennes à haute tension aux appareils réunis par blindage métallique à cause des écartements considérablement différents que les cibles isolés à l'air nécessitent par rapport aux cibles isolés par gaz sous pression. La présente invention a pour objet de simplifier, du point de vue du montage, une installation de commutation à haute tension de i'espèce décrite ci-dessus et en même temps de réduire espace nécessaire ainsi que le besoin en portiques et fondations et de rendre plus simples et plus sers le montage des appareils essentiels ainsi que leur surveillance et leur entretien en exploitation ultérieurs. L'invention concerne une installation de commutation à haute pension munie de portiques a arrivée pour les conducteurs de ligne d'un ou plusieurs flans de tensions de lignes aériennes à haute tension amenés sur des pylônes, de portiques terminaux et de portiques auxiliaires, des câbles d'admission aux travées et des barres collectrices à l'air libre étant disposés entre portiques d'arrivée et terminaux, soutenus par lesdits portiques auxiliaires et auxquels sont associés des sectionneurs, des disjoncteurs de puissance et des transformateurs. L'invention concerne en particulier des installations de commutation à haute tension qui sont prévues pour 60 kV et plus.L'invention consiste en ce que disjoncteurs de puissance, sectionneurs et transformatears sont réunis au moyen d'un blindage métallique,rempli de gaz sous pression,en un ou plusieurs assemblages blindés d'appareils, lesdits assemblages blindés étant disposés te fason fixe au voisinage desdits portiques d'arrivée, et en ce que les assemblages blindés d'appareils sont raccordés WJ aux C & LeS d'admis- sion aux travées et aux conducteurs de ligne, respectivement, au moyen de traversées dirigées verticalement ou obliquement vers - haut.Pour éviter les inconvénients déjà mentionnés des réalisations antérieures, l'invention prévoit également de rassembler les appa- reils se trouvant dans espace des travées, transformateurs et sectionneurs, dans un blindage métallique rempli d'un gaz sous pression, séparable au maximum pour le transport et le montage. Ces assemblages blindés d'appareilssont disposés de flacon fixe sous les portiques d'arrivée ae telle sorte, qu'apis ouverture du blindage, toutes les pièces soient facilement accessibles. Ces assemblages sont de plus reliés de façon amovible, par des traversées principalement verticales, aux conducteurs de ligne d'une part et aux câbles d'admission a.x travées conduisant aux barres collectrices à l'air libre d'autre part. Chaque assemblage peut contenir les pièces associées à un conducteur, mais également un ou plusieurs disjoncteurs de puissance, transformateurs et section- neurs. Pour autant que cela soit possible du point de vue du montage, on rassemble tous les appareils dans an assemblage unique. Néanmoins, pour la simplification, on parlera toujours dans ce qui suit, d'assemblages. La solution optimale du point ae vue gain d'espace consiste, dans les installations de commutation à haute tension conformes à 1'invention, en ce que les assemblages blindés d'appareils sont disposés sous les portiques d'arrivée et pénètrent avec leurs traversées associées aux barres collectrices à l'air libre, sans interposition d'un portique auxiliaire, directement dans espace des barres collectrices, et avec leurs traversées associées aux conducteurs de ligne dans 1'espace situé à l'extérieur des portiques d'arrivée. Dans espace des barres collectrices peuvent du reste être disposés, si cela est nécessai- re du point de vue du montage dans une installation de commutation à haute tension particulière, des sectionneurs isolés à l'air de manière habituelle. Selon l'invention, on obtient tout d'abord, du fait du rassemblement du disjoncteur de puissance, du sectionneur et du transformateur en un assemblage blindé d'appareils unique, une simplification du montage, qui, à cause de la disposition facilement accessible directement sur le sol, rend également sensiblement plus sQrs et plus aisés la surveillance et l'entretien. La conservation du classique espace des barres collectrices avec ses barres collectrices et ses cules d'admission aux travées, qui forme, selon l'invention, en quelque sorte, un élément de montage particulier, résout de façon simple et économique le problème du raccordement des lignes aériennes à haute tension.Un avantage particulier de l'invention réside enfin dans le fait que le besoin d'espace qui existait jusqu'ici pour l'espace de travée se réduit à la zone s'étendant en-dessous du portique d'arrivée, en outre le portique auxiliaire nécessaire jusqu'ici peut eztre abandonné et le besoin en fondations et en conducteurs de liaison est sensiblement réduit. Dans les installations de commutation à moyenne tension, il est bien connu (voir Brevet suisse n0391.045) de raccorder à une barre collectrice à l'air libre un récipient métallique, désigné par le terme "chariot de commutation", qui contient un disjoncteur de puissance ainsi qutun transformateur. Mais ledit chariot (contrairement à l'invention) est réalisé de façon à être transportable, par ce moyen du fait que l'ouverture de liaisons à contacts enfichables, une section de coupure par rapport aux pièces véhiculant de la haute tension des barres collectrices et un conducteur de départ peut être créée. Ceci est nécessaire pour rendre accessibles, pour la surveillance et l'entretien dSexploitaWion, les appareils combinés dans le chariot.Les conducteurs de raccordement du chariot sont par suite munis de traversées stétendant horizontalement et qui portent les liaisons par contacts enfichables mentionnées. En outre l'installation de commutation à moyenne tension nécessite beaucoup de place. Elle n'est par conséquent économique que pour les installations de commutation à basse tension jusqu a par exemple 30 kV, exceptionnellement jusqu'à 110 kV. Selon l'invention, il est par ailleurs essentiel que disjoncteurs de puissance, sectionneurs et transformateurs soient rassemblés en un ou plusieurs assemblages d'appareils qui puissent eAtre rendus accessibles pour chaque travail sans déplacement à lten- droit d'implantation, c'est pour cette raison que les traversées du blindage s'étendent verticalement ou obliquement, de sorte que les écartements nécessaires-pour les pièces isolées à l'air des installations à l'air libre puissent être toujours respectés. Ceci rend possible, dans les installations de commutation à haute tension, une structure de montage simple et compacte. La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement et partieilemen-. une vue latérale d'une installation de commutation à haute tenson conforme à l'invention. La figure 2 représente, à une échelle agrandie par rapport à la figure 1, l'assemblage blindé d'appareils de l'objet selon la figure 1. Les figures 5 et 4 représentent d'autres modes de réalisation de l'objet selon la figure 2. L'installation de commutation à haute tension, représentée d'abord schématiquement, puis en détails sur les figures, possède tout d'abord un portique d'arrivée 1 pour les conducteurs de ligne 5 d'un ou de plusieurs plans de tensions de lignes aériennes à haute tension amenés sur des planes 2, un portique terminal 4 et un portique auxiliaire 5. Entre le portique d'arrivée 1 et le portique terminal 4 sont disposés, avec utilisation du portique auxiliaire 5, des câbles d'admission aux travées 6 et des barres collectrices à l'air libre 7, qui sont associés à des sectionneurs 8a de barres collectrices et à une combinaison d'appareils 11.Conformément à l'invention, on adopte la disposition selon laquelle un disjoncteur de puissance 9 > un sectionneur 8b associé à celui-ci et un transformateur 10 sont réunis en un assemblage -blindé d'appareils 11 au moyen d'un blindage métallique rempli d'un gaz sous pression. I1 peut également y en avoir plusieurs de prévus . La vue latérale des figures ne fait voir qu'un seul pôle de cet assemblage Il. L'assemblage blindé d'appareils 11 est disposé à demeure au voisinage du portique d'arrivée 1 et on adopte la disposition selon laquelle l'assemblage d'appareils 11, muni de traversées 12 s'étendant verticalement ou obliquement vers le haut, peut être relié ou est relié, respec-tivement, aux câbles d'admission aux travées 6 ou aux conducteurs de ligne 3, respectivement.Dans l'exemple de réalisation et selon un mode de réalisation préféré de l'invention) les assemblages blindés d'appareils 11 sont disposés sous les portiques d'arrivée 1. Ils pénètrent avec leurs traversées 12 associées aux câbles d'admission aux travées 6 dans l'espace des barres collectrices, avec leurs traversées 12 associées aux conducteurs de ligne 5 dans l'espace situé à l'extérieur des portiques d'arrivée 1. nu reste, dans l'espace des barres collectrices sont disposés selon l'exemple de réalisation, des sectionneurs 8a isolés à l'air de manière habituelle. Des figures 2 à 4, on déduit la façon dont, dans une installation de commutation à haute tension ayant la structure décrite et avec la disposition décrite, est réalisé en détails l'assemblage d'appareils 11. Dans un blindage métallique 26, relié à la terre, muni de deux calottes terminales sur les c8tés frontaux 1), 14 > est disposé un disjoncteur de puissance 9 qui n'est pas représenté plus en détails. Ledit disjoncteur 9 peut par exemple être un commutateur avec de l'hexafluorure de soufre comme agent de soufflage de l'arc. I1 possède un ou plusieurs postes de liaison disposés en série correspondant à la gamme de tensions pour laquelle est réalisée l'installation de commutation. Les postes de liaison sont alimentés à partir d'un dispositif d'alimentation commun 15, qui est disposé sous le blindage du disjoncteur 9. L'unité d'alimentation 15 à laquelle peut appartenir un compresseur, par exemple un entralnement hydraulique ou analogue utilise l'espace intermédiaire entre le blindage 26 et une fondation en béton 16, sur laquelle le blindage 26, muni de supports profilés 17, prend appui. Sur le blindage cylindrique 26, réalisé symétriquement, sont disposées également symétriquement et à angle droit deux tubulures de raccordement 18 et 19 se dirigeant vers le haut.La tubulure 19 porte, par l'intermédiaire d'un tube 20, une traversée 12 inclinée à 450 sur l'horizontale, qui conduit à un cible d'admission aux travées à l'air libre 6; celui-ci conduit également avec interposition d'autres disjonc- teurs à l'air libre 8a aux barres collectrices 7 transversales au plan longitudinal du pôle représenté. La tubulure de raccordement 18 porte un sectionneur 8b blindé, sur lequel repose un transformateur blindé 10. En outre, sur le blindage du sectionneur 8b, dont on voit l'entraînement en 21, est disposé un transformateur d'intensité 22 avec un blindage cylindrique s' étendant horizontalement. Le transformateurdtintensité 22 porte de son côté une traversée 12 également inclinée à 450 sur l'horizontale. Celle-ci mène à un conducteur de ligne 3 de la ligne à haute tension, isolé à l'air, qui relie l'installation au réseau haute tension ou à des parties de celui-ci, par exemple des transformateurs. Comme on le voit, le blindage 26 de l'assemblage d'appareils ll porte tous les autres organes. En effet ces organes, spécialement les traversées 12, reposent à demeure au-uessus du blindage et comme de plus lesdites traversées 12 s'étendent principalement verticalement, les câbles d'admission ar travées à l'air libre 6 et les conducteurs de ligne 5 sont si éloignés des calottes terminales 13, 14 du blindage du disjoncteur de puissance de l'assemblage d'appareils que les éléments actifs dudit assemblage peuvent entre démontés et entretenus sans que les câbles d'admission aux travées 6 et les conducteurs de ligne 5-- isolés à l'air doivent être mis hors tension.Dans le mode de réalisation de la figure 5, on utilise les mêmes éléments q- 'à la figure 1. Le transformateur d'intensité 22 est cependant disposé entre le sectionneur 8b et la tubulure de raccordement 18. La traversée 12, qui peut être tournée vers le conducteur de ligne ), est ainsi déplacée encore plus loin du sol. Ici sont également possibles des travaux d'entretien sur le disjoncteur de puissance 9, lorsque le sectionneur 8b est ouvert et aucune tension en retour du câble d'admission aux travées à l'air libre 6 relié à la traversée 12 n'existe. Dans l'installation de commutation selon la figure 4, le transformateur 22 est à nouveau disposé horizontalement. A cette fin, il est relié à la tubulure de raccordement 18 de l'assemblage d'appareils par l'intermédiaire d'une pièce coudée 25. L'autre coté du transformateur d'intensité 22 porte un sectionneur 8b, dont I'entraînement 21 se trouve au-dessous du blindage du sectionneur. La traversée 12 est disposée rigoureu sement verticalement sur le sectionneur 8b. Le transformateur 10 est fixé, par l'intermédiaire d'une autre pièce coudée 24 sur le côté du sectionneur opposé au transformateur d'intensité 22. Dans cette construction, il peut être approprié de prévoir un appui particulier 25 pour le transformateur 10. Comme le montrent en outre les figures 2 à 4, le dispositif d'alimentation 15 se trouve à l'extérieur du blindage métallique 26, tandis que les autres parties du blindage renferment le disjoncteur de puissance 9 et les autres organes. - REVENDICATIONS 1 - Installation de commutation à haute tension comportant des portiques d'arrivée, des portiques terminaux et des portiques auxiliaires, des barres collectrices à l'air libre étant disposées entre lesdits portiques d'arrivée et terminaux, avec utilisation de portiques auxiliaires et de cibles d'admission aux travées à l'air libre, des sectionneurs, des disjoncteurs de puissance et des transformateurs étant associés auxdites barres caractérisée en ce que disjoncteur de puissance (9), sectionneur (8b) et transformatelr (10) sont réunis au moyen d'un blindage métallique rempli d'un gaz sous pression en un ou plusieurs assemblages blindés d'appareils (11) disposés à demeure à proximité du portique d'arrivée (1), et en ce que lesdits assemblages blindés (11) munis de traversées (12) dirigées verticalement ou obliquement vers le haut, sont raccordés aux cules d'admission aux travées à l'air libre (6) et aux conducteurs de ligne (3), respectivement. 2 - Installation de commutation à haute tension selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits assemblages blindés d'appareils (11) sont disposés sous les portiques d'arrivée (1) et pénètrent àvec leurs traversées (12) associés aux barres collectrices à l'air libre (7) dans l'espace des barres collectrices et avec leurs traversées (12) associés aux conducteurs de ligne (3) dans l'espace situé à l'extérieur des portiques d'arrivée (1). 3 - Installation de commutation å haute tension selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que dans l'espace des barres collectrices sont en outre disposés des sectionneurs (8a) non blindés, isolés à l'air de manière habituelle. 4 - Installation de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le disjoncteur de puissance (9) est disposé dans un blindage métallique (26) allongé et s'étendant horizontalement et en ce que ce blindage métallique (26) porte toutes les autres parties de blindage ainsi que les traversées (12) de sorte qu'au moins un conté frontal (13, 14, respectivement) du blindage (26) du disjoncteur de puissance soit libre. 5 - Installation de commutation à haute tension selon la revendication 4 avec un dispositif d'alimentation prévu sur le disjoncteur de puissance, caractérisée en ce que ledit dispositif d'alimentation (15) se trouve à l'extérieur dudit blindage métallique (26), les autres parties du blindage renfermant le disjoncteur de puissance (9) et les autres organes.