Brevet FR2157717A1 — publié le 19730608

La présente invention concerne les ouvrages dits postes de transformation ou de répartition d'énergie électrique à haute tension. On connaît des postes ou sous-stations de répartition ou de transformation d'énergie électrique à haute tension. Ces ouvrages sont réalisés avec des appareillages électriques tels que disjoncteurs, sectionneurs d'isolement, sectionneurs d'aiguillage, matériels prévus pour montage à l'extérieur et à isolement dans l'air. Ces appareillages sont fixés à des charpentes distinctes et dispersées sur la superficie du terrain en fonction des schémas à réaliser. Ils sont reliés entre eux par des jeux de barres montés sur isolateurs fixés eux-mêmes à d'autres charpentes et par des connexions tendues entre les portiques d'ancrage des lignes d'arrivée ou de départ et des portiques intermédiaires s'il y a lieu. Ces diverses charpentes sont fixées dans des massifs en béton d'autant plus importants que la résistance des sols est moins bonne.Un ou plusieurs bâtiments sont disposés en limite de ces ouvrages dans lesquels sont installés les châssis des auxiliaires à basse tension, les châssis des relayages de protection, les tableaux de commandes etc... Un réseau de caniveaux en béton couvre la surface du poste pour recevoir les différents câbles de liaisons qui vont des différents appareillages installés à l'extérieur, aux châssis de relayage installés à l'intérieur des bâtiments. Il s'ensuit que plusieurs hectares de terrain sont nécessaires pour installer de tels ouvrages, ce qui ne présente pas d'inconvénients lorsque les postes sont installés loin des villes dans des lieux ou le terrain ne fait défaut et où son prix est peu important par rapport à celui de l'ouvrage. Il n'en est pas de même aux voisinages des villes. L'objet de la présente invention est une disposition nouvelle de postes de répartition ou de transformation présentant l'avantage de nécessiter dix fois moins de surface au sol qu'un poste classique, sans majorer la hauteur des ouvrages, de simplifier considérablement les dispositions et certains appareillages, d'inclure le ou les bâtiments, ce qui supprime les ouvrages tels que caniveaux de câbles et buses, d'utiliser la même dalle en béton pour la fixation des charpentes et le sol du bâtiment, d'où il résulte un taux de travail du sol très faible, évitant dans le cas de sols de mauvaise résistance, des fondations spéciales. La construction est plus économique et le temps nécessaire au montage d'un poste suivant l'invention sensiblement plus court. A titre d'exemple non limitatif de réalisations suivant l'invention on trouvera ci-après la description d'une cellule double de poste de ré partition à deux jeux de barres. La charpente unique est constituée d'autant de portiques, suivant la vue en élévation de la figure 1 qu'il y a de cellules plus un, chacun de ces portiques comporte deux pieds 1 et 2 verticaux ou inclinés et une traverse 3 supportant deux poutres 4 liées entre elles par des traverses intermédiaires 5 . Sur les poutres 4 sont attachées les chaînes d'isolateurs d'ancrage 6 des lignes 7 d'arrivée ou de départ. Sous les traverses 3 et 5 sont fixée longitudinalement les jeux de barres nO 1 repère 8 et 8' et nO 2 repères 9 et 9' comme l'indique la figure 2. Sur les deux pieds 1 et 2 de chaque portique sont fixées à peu près à mi-hauteur deux consoles 10 disposées symétriquement et supportant chacune un chariot il sur lequel sont installés soit les isolateurssupports 12, soit les transformateurs d'intensité ou combinés de mesure 13. Entre deux pieds consécutifs 1 ou 2 une poutre 14 solidaire de deux chariots 15 coulissant à l'intérieur des membrures des pieds de portique porte les 3 pôles 16 d'un disjoncteur, ainsi que la commande électrique ou hydropneumatique de celui-ci 17 lorsqu'elle n'est pas simplement laissée au sol. Sur la figure 1 la poutre 14 est représentée en position basse, alors qu'elle est représentée en position haute sur la figure 2. Dans la description qui suit ce qui est dit pour l'équipement d'une phase est vrai pour les 2 autres. La poutre 14 a la particularité de tourner sur son axe, de quelques 200 d'angle entraînée par un mécanisme solidaire des chariots 15. Il s'ensuit que les pôles 16 du disjconteur peuvent occuper deux positions symétriques par rapport à la verticale comme le montre la figure 2 en sorte que dans une position la pince de sectionnement 18 située sur la prise de courant supérieure 19 du pôle 16 enserre la prise de courant 25 du jeu de barres 1 repère 8 et dans l'autre la prise de courant 25 du jeu de barres 2 repère 9. Par une liaison mécanique adéquate le chariot 11 supportant l'isolateur support 12 où le combiné de mesure 13 accompagne dans son déplacement la prise de courant inférieure 20 du pale 16 du disjoncteur en sorte que le connecteur articulé 21 assure toujours le passage du courant de la prise 20 à la borne 22 du combiné de mesure 13, tandis qu' une connexion souple 24 relie la borne 23 du combiné de mesure à la ligne 7. Rappelons pour mémoire que la manoeuvre d'aiguillage consistant à passer de l'alimentation par un jeu de barres à l'alimentation par l'autre jeu de barres doit être effectuée, le disjoncteur étant déclenché. La disposition intégrée des matériels suivant l'invention permet la réalisation facile d'un verrouillage mécanique empêchant toute manoeuvre d'aiguillage tant que le disjoncteur est enclenché et réciproquement l'enclenchement du disjoncteur tant que celui-ci se trouve dans une position intermédiaire. Dans l'état actuel de la technique ces verrouillages, du fait de la dispersion et l'éloignement des matériels dans un poste, sont réalisés électriquement ou par des serrures à clé. La figure 3 représente dans sa partie gauche le disjoncteur dans la position médiane. Dans cette position les pinces de contacts 18 de la prise de courant supérieure 19 du pôle 16 se trouvent sensiblement à égale distance des prises de courant 25 des jeux de barres 8 et 9 . On remarque que dans cette position le connecteur 21 assure toujours la liaison électrique entre la prise de courant inférieure 20 du disjoncteur et la borne 22 du transformateur d'intensité ou du combiné de mesure (ou de l'isolateur-support 12 lorsqu'aucun des appareils précédents n'est nécessaire). C'est dans cette position, que grâce à un mécanisme verrouillé par système bielle manivelle ou crémaillère, le connecteur 21 peut être déconnecté par retrait du chariot Il ainsi que le représente la partie droite de la figure 3. Lorsque les matériels décrits sont dans les positions respectives que représente la partie droite de la figure 3 le disjoncteur 16 se trouve isolé électriquement. I1 est alors possible d'opérer, si on le désire, sa translation vers le bas, en agissant sur une commande mécanique mue par une manivelle ou par un entraînement à moteur électrique. Cette manivelle entraîne soit deux vérins à vis, soit un ensemble de chaînes ou câbles par roue et vis sans fin lesquels sont liés d'une part au pied de charpente 1 ou 2 , d'autre part aux chariots 15 portant la poutre support de disjoncteur 14. Lorsque la poutre 14 est en position basse comme le représente la figure 5 il est possible de procéder à l'entretien du disjoncteur ou a son remplacement. Lorsque les matériels décrits sont dans les positions respectives que représente la figure 3 il est possible de fermer le sectionneur de terre 26 comme le représente la figure 4. La commande mécanique de ce sectionneur est verrouillée mécaniquement avec la position du chariot 11 en sorte que sa fermeture ne soit possible que lorsque le chariot 11 est dans la position représentée par la figure 4 et que cette fermeture con damne toute manoeuvre du chariot 11. Il est également possible, suivant l'invention, de provoquer la fermeture du sectionneur de terre 26 par la mise en butée du chariot 11 sur la console 10, la course de celui-ci est alors augmentée de la longueur nécessaire comme représenté sur la figure 5. Le retrait du chariot de la même longueur provoque réciproquement l'ouverture du sectionneur de terre 26 comme le montre la figure 6. La transmission et transformation du mouvement de la poutre 11 au sectionneur 26 peut se faire par pignon et crémaillère, bielle et manivelle ou vérins hydrauliques. Une condamnation mécanique cadenassable interdit la mise en butée involontaire du chariot et par suite la fermeture accidentelle du sectionneur de terre. Cette dernière disposition a l'avantage, par rapport à la précédente, d'économiser la tringlerie de commande 27 du sectionneur de terre 26 et de simplifier les verrouillages et les manoeuvres. Sur la figure 5 est représenté, à titre indicatif, le disjoncteur en position basse, position convenant à l'entretien de l'appareil. Une variante de disposition suivant l'invention consiste à installer le disjoncteur sur une poutre oscillante 14 non translatable verticalement. Cette disposition peut être retenue chaque fois que l'utilisateur estime pouvoir entretenir le disjoncteur sans l'amener au sol. On peut également, suivant l'invention, remplacer le chariot à translation horizontale il par une poutre oscillante 28 comme le représente la figure 7. On peut également, suivant l'invention, si le modèle de disjoncteur choisi pour une installation donnée ne peut pas fonctionner en position inclinée, remplacer la partie oscillante 14 par une poutre rouante, l'aiguillage d'un jeu de barres à l'autre s'opère alors par translation horizontale. On peut aussi dans ce cas installer en tête du disjoncteur en lieu et place des pinces de sectionnement un couteau de sectionnement vertical, comme représenté sur la figure 8. Ce couteau de sectionnement 29 commandé par une colonne isolante 30 parallèle au pôle de disjoncteur 16 peut être connecté à volonté sur la prise de courant 25 du jeu de barres 8 ou celle du jeu de barres 9. Dans ce cas la poutre support de disjoncteur n'est soumise à aucun déplacement, ni rotation, ni translation pendant la manoeuvre d'aiguillage. I1 est fréquent qu'un sectionnement de jeu de barres soit nécessaire le sectionneur assurant cette fonction ne peut pas être intégré à un autre appareil comme dans le cas d'un départ ou d'une arrivée, le sectionneur de barres 41 sera alors d'un modèle classique et installé sur la plateforme supérieure constituée par les poutres 3 figure 6. L'ensemble ainsi décrit repose sur un ouvrage en béton armé consistant en une dalle 31 de 12 cm environ d'épaisseur, raidie par un ensemble de longrine 32 comme le représente la figure 9. Entre les pieds de charpente 1 et 2 sont fixés les éléments de bardage 33 34 35 du bâtiment des auxiliaires, de relayasse ou de poste blindé de distribution à moyenne tension. Un dispositif d'éclairage zenithal 36 permet à un observateur, situé dans le bâtiment, de constater la position des disjoncteurs 16. Les commandes mécaniques des dispositifs d'aiguillage des disjoncteurs 16, de déconnexion et de mise à la terre, sont renvoyées à l'intérieur du bâtiment en sorte que l'agent d'exploitation peut exécuter toutes les manoeuvres courantes à l'abri des intempéries. Si la place disponible à l'intérieur de la charpente ne permet pas l'installation d'un bâtiment suffisant aux besoins, il est encore possible, suivant l'invention, d'installer un local annexe 40 sur la plateforme constituée par les poutres repère 3 dont l'accès peut être assuré par échelle de meunier ou monte charge. On remarquera que la position des matériels extérieurs par rapport aux châssis de relayage, rend inutile les ouvrages habituellement utilisés dans les postes classiques tels que caniveaux et passage en buses pour les liaisons électriques. Dans la disposition décrite, les câbles de liaisons pénètrent à la partie supérieure dans le bâtiment et suivant les chemins de câbles 37 pour parvenir aux châssis 38. Suivant la disposition présentée, la répartition des charges est telle que leur résultante confère à l'ensemble un moment de stabilité très supérieur au moment de renversement, maximum dû à l'effort de traction des conducteurs de ligne 7 dans l'hypothèse la plus défavorable. Le taux de travail du sol résultant de la disposition suivant l'invention est dans la majorité des cas inférieur à 0,2 bar, par suite un tel poste peut être installé sur un terrain de résistance mécanique médiocre ou mauvaise sans fondation spéciale. Une autre disposition suivant l'invention consiste à disposer le poste en 2 étages lorsque la place au sol est très réduite ou lorsque le poste comprend une partie à très haute tension. La figure Il représente la vue d'un poste en deux étayes de même tension. Les pieds de charpente 1 et 2 sont prolongés vers le haut et leur inclinaison est réduite en sorte qu'un ensemble de poutres 3 et 44 correspondant aux poutres 3 et 4 puisse être disposé comme le montre la figure il. Les éléments jouant le même rôle ont les mêmes numéros de repère que sur les figures précédentes. Il apparaît clairement que la translation au sol de la poutre support de disjoncteur supérieur ne peut se faire après sectionnement qu'après inclinaison des pôles le long de la charpente. La figure 12 montre comment il est possible d'associer un poste à deux étages suivant l'invention à des travées de postes de tension supérieure. La hauteur de charpente de poste à deux étagescorres- pondant à la hauteur de charpente de poste à 1 étage de tension supérieure. L'ensemble des figures désignées jusqu'à ce point de la description comporte une représentation de jeux de barres isolés par des diélectriques solides. On peut également suivant l'invention utiliser un jeu de barres classique à isolement dans l'air ainsi que le représente la figure 13 des isolateurs supports à fflt rigide 42 maintenant les barres en position. REVENDICATIONS 1- Poste de transformation ou de réparition d'énergie électrique à haute tension caractérisé par le fait qu'il comporte une charpente unique ayant des fonctions multiples de portique d'arrêt de ligne aérienne de transport d'énergie, de support de jeux de barres et de support d'ap pareillage. 2- Poste selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la charpen te n'a pas seulement un rôle passif de support statique mais que cer tains de ces éléments coopèrent à des fonctions actives d'exploitation, pour l'aiguillage des disjoncteurs sur l'un ou l'autre jeu de barres et le sectionnement visible des départs et arrivées. 3- Poste selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la fonction d'aiguillage des disjoncteurs est réalisée par le basculement de la poutre support de disjoncteur. 4- Poste selon la revendication 3 caractérisé par le fait que la poutre support de disjoncteur peut être amenée par un mécanisme intégré à la charpente en pied de celle-ci pour le montage et l'entretien du dis joncteur. 5- Poste selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'aiguilla ge peut être effectué par translation horizontale de la poutre support de disjoncteur. 6- Poste selon les revendications 3 et 4 caractérisé par le fait que les transformateurs de mesure associés à chaque pôle suivent le mouvement des piles de disjoncteur par un mouvement de translation horizontale ou un mouvement de basculement autour d'un axe horizontal. 7- Poste selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la liaison électrique entre chaque pale et le transformateur de mesure associé est réalisé par un connecteur articulé. 8- Poste selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la char pente unique sert de support au bardage et à la couverture d'un bâ timent d'auxiliaires et de commande incorporé. 9- Poste selon la revendiation 8 caractérisé par le fait que les organes de manoeuvre d'opération d'exploitation tels que sectionnement ou ai guillage sont accessibles de l'intérieur du bâtiment pour permettre à l'agent d'exploitation d'effectuer ces manoeuvres à l'abri des intem péries. 10- Poste selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'aiguilla ge et le sectionnement peuvent être réalisés par le déplacement d'un élément conducteur analogue à un couteau de sectionneur et solidaire du disjoncteur et du combiné de mesure.