Brevet FR2204031A1 — publié le 19740517

L'invention concerne un procédé et une installation pour le séchage de l'air d'interrupteurs à gaz comprimé au moyen d'une cartouche de séchage à travers laquelle on fait passer le gaz comprimé sortant d'un compresseur et allant à un réservoir à haute pression de l'installation de distribution. Pour éteindre l'arc lors de manoeuvres dtinterrupteùrs à haute tension, il faut que l'arc prenant naissance entre les contacts soit soufflé par un agent réfrigérant. Comme agent réfrigérant, en plus de liquides, comme par exemple de l'huile, qui trouvent leur application essentiellement dans les interrupteurs à moyenne et à basse tension, un gaz comprimé est utilisé, par exemple SF6 ou air comprimé. Lorsqu'on emploie l'air comprimé, il se trouve l'avantage que l'agent réfrigérant est disponible en quantité illimitée. On n'a qu'à l'extraire de l'air ambiant et à le comprimer à la pression voulue au moyen de compresseurs.Cependant l'air ambiant est fréquemment saturé d'humidité, ou au moins riche en humidite ou en eau ; cette humidité indésirable pénbtre alors lqrs d'une manoeuvre dans la chambre d'extinction d'arc. I1 est par suite-nécessaire de sécher l'air aspiré dans l'atmosphère. Or ce séchage d'air s'exécute de plusieurs manières pour des interrupteurs à air comprimé. Ainsi on comprime l'air à une pression dont la valeur est substantiellement supérieure à celle qui est nécessaire pour les manoeuvres et on le détend alors a la pression des interrupteurs. Ainsi l'humidité relative du gaz comprimé s'abaisse en proportion du rapport de détente. Un autre procédé consiste en ce que l'air comprimé, qui n'est détendu que dans un rapport de 2 : 1, est conduit à travers un réfrigérant. Ici aussi l'air comprimé est détendu ; la condensation de l'humidit; est obtenue par refroidissement. Au lieu de mettre en oeuvre un réfrigérant lors de la détente, on peut encore conduire l'air détendu à travers un dessicateur chimique de gaz. Dans tous ces trois procédés, l'air comprimé est d'abord comprimé a une pression qui est suostantiellement nlus élevée que la pression de manoeuvre et ensuite détendu à la pression des interrupteurs (brevet allemand 1 282 608). A ces procédes est lié l'inconvénient qu'ils sont trop dispendieux techniquement et que les installations pour la mise en oeuvre des procédés sont sujettes à dérangement ; en outre ellesXsont d'une exécution trop chère. Lors de l'emploi de dessicateurs chimiques, il est en outre connu que l'on utilise pour la régénération des dessicateurs un procédé dans lequel deux dessicateurs sont parcourus alternativement par des gaz chauds qui sèchent l'agent dessicateur à l'intérieur des cartouches. Pour ce faire, on raccorde chacune des cartouches de séchage à régénérer à une pompe à vide par laquelle l'agent dessicateur est soumis à une telle dépression que cet agent dessicateur est suffisamment séché. De plus, l'eau condensée est évacuée (brevet allemand 1619 921). Aux installations correspondantes est lié l'inconvénient que, par suite de leurs nombreux composants, elles sont trop sujettes à dérangement et de plus aussi elles sont encore à des prix trop élevés. La tache de l'invention consiste à créer un procédé et une installation de séchage dans lesquels soient évités les inconvénients des procédés et installations connus. in particulier l'installation ne doit pas être sujette à dérangement et elle doit occasionner de faibles frais d'installation et de service. Cette tache est accomplie selon l'invention en ce qu'à la cartouche de séchage est amené pendant les arrtts du compresseur, à partir du réservoir d'air comprimé et à travers un élément de dosage, de l'air détendu qui libère l'humidité absorbée par l'agent dessicateur de la cartouche de séchage et la cède à l'atmosphère environnante. Dans le cas d'une forme d'exécution préférée, l'air amené à la cartouche de séchage pendant les arrtts du compresseur est d'abord échauffé, en particulier la chaleur perdue par le compresseur se présente dans ce but. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, qui comporte au moins une cartouche de séchage disposée entre compresseur et réservoir à haute pression, est caractérisé par un élément doseur, disposé entre cartouche de séchage et réservoir à haute pression, qui sert à délivrer du gaz comprimé détendu à la cartouche de séchage pendant les arrêts du compresseur. De préférence, pour ce dispositif, la conduite de reflux entre réservoir à haute pression et cartouche de séchage a reçu la forme d'un échangeur de chaleur et est amenée autour des cylindres du compresseur, si bien que l'air, dans son parcours à travers l'échangeur de chaleur, absorbe la chaleur du compresseur. I1 est aussi particulièrement avantageux de faire passer l'air à utiliser pour le refroidissement du compresseur le long de la cartouche de séchage pour accroître l'effet de la régénération. Les avantages obtenus par l'invention, consistant d'abord dans la sinalieité d'exécution, en plus du fait de la haute pression du gas coporimé qui, dans de telles installations de distripution à maute tension, atteint à pen près une pression d'environ 200 à 230 bars, on n'a besoin que d'une très faible artie du gaz comprimé pour le séchage de l'agent dessicateur, à savoir 1%. C'est ainsi que le rendement de l'installation se trouve, de OS fait, étonnamment favorable par rapport aux procédés et installations connus. La sécurité et la fiabilité de l'installation de séchage d'air conforme à l'invention sont réalisées en ce que l'installation de dosage ne comporte aucune nièce mobile mécaniquement. A l'aide du dessin un exemple d'exécution de l'invention et le déroulement du procédé seront expliqués de plus près. On voit sur la figure 1 un schéma pneumatique avec l'installation de production d'air comprimé, y compris les interrupteurs la figure 2 le schéma d'une exécution spéciale avec échange de chaleur supplémentaire. La figure 1 représente une installation de distribution dans laquelle un interrupteur tripolaire à air comprimé 15 est alimenté en air comprimé par un compresseur 1. Le compresseur 1 est entraîné par un moteur 2 et délivre l'air comprimé, par une conduite d'amenée 3 à une canalisation de liaison 4. Cette canalisation 4 possède une soupape de sécurité 5. Passant à travers un séparateur d'eau 6, l'air arrive, tar la canalisation 4 dans une cartouche de séchage 7, d'où l'humidité en est extraite très amplement.En aval de la cartouche de séchage 7, une petite partie de l'air comprimé -arvient à travers une soupape de retenue 8 ouverte dans ce sens, dans un réservoir 9. On peut faire l'éco- momie de cette soupape de retenue dans le cas d'une exécution simplifiée. La majeure partie de l'air comprimé s'écoule à travers une sourabe de maintien de la pression 10 dans un réservoir haute pression '1 et, de là, à travers une soupape l'arrêt 12 ans une cenalisation 4b conduisant aux interrupteurs 15. Entre la cartouche ae séchage 7 et la soupape de maiatien de la nres- sion 10, il est prévu un manomètre 17 pour la surveillance de la pression. I1 est prévu entre le réservoir 11 e la soupage d'arrêt 12 un manomètre à contact 18 et une soupage d'arrêt de manomètre 19. Une extension spéciale avantageuse de l'objet de l'inven tion consiste en ce qu' la soupage 12 sur 7a canalisation 4b est ratocordée une autre canalisation 4a qui conduit à un autre réser- voir à haute pression 13 servant à la réalimentation en haute pression. En amont du réservoir 13, une soupage de retenue 2a est insérée dans la canalisation 4a, laquelle fait barrage à une entrée dans le réservoir 13, mais libère rapidement le passage de l'air en sortant. Pour pouvoir tout de méme introduire de l'air dans le réservoir, en parallèle avec a soupape de retenue 2a est montée une soupape de décharge 21 qui est commandée par l'intermédiaire d'une conduite 22 de liaison à la canalisation 4a.Donc, la canalisation 4b est amenée aux interrupteurs 15 l'air comprimé s'y écoulant arrive à -résent d'abord dans trois réservoirs à haute pression 14, un réservoir étant prévu pour chaque pôle d'interrupteur, Afin que l'air comprimé ne parvienne pas directement de la canalisation 4b dans les réservoirs 25 pour le colume de coupure à haute pression et les interrupteurs proprement dits se trouve à chaque fois une tuyère 26. Le procédé qui peut être mis en oeuvre avec cette installation sera décrit dans ce qui suit Supposons qu'après une manoeuvre, la nression de l'air du réservoir 11 s'est tellement abaissée qu'une manoeuvre consécutive ne puisse plus dtre effectuée. Alors le compresseur commence à fonctionner et envoie de l'-air dans le réservoir 11. Mais en même temps de l'air comprimé pénètre aussi dans le réservoir 9. L'humidité qui se trouve dans l'air est aosorbée par l'agent dessicateur de la cartouche de séchage 7, si bien que dans le réservoir 11 et dans le réservoir 5 pénètre naintenant de l'air sec. Or quand le compresseur 1 ne marche nlus, car la pression dans le réservoir 11 est suffisamment élevée, une pression n'apparaît plus sur la soutane de retenue 8 aue d'un côté, soit du côté du réservoir 9.Elle fait alors barrage. Mais l'air comprimé peut s'écouler à travers la cartouche-de ventilation 16 servant d'élément doseur ; il parvient alors dans le circuit qui conduit au réservoir 11 ; mais celui-ci est interdit Bar la soupape de maintien de la pression 10 ; la seule voie restant encore libre conduit à travers la cartouche de séchage 7 et à travers le compresseur 1 à l'air libre. En traversant la cartouche 7, l'air sec entraîne avec lui lthumidité hors de la cartouche et décharge l'agent dessicateur. Par suite du montage en parallèle de la soupape d'arrtt 8 et de l'élément doseur 16, ce n'est que pendant les arrêts du compresseur que l'air sec est dirigé à travers la cartouche. C'est d'une manière semblable que fonctionne également l'installation conforme à la figure 2. Ici, toutefois, les par ties de l'interrupteur et l'installation de réalimentation de la figure 1 ne sont pas représentées ; mais elles sont d'un montage identique et sont raccordées en aval de la soupape d'arrêt 12. La différence avec l'installation de la figure 1 consiste en ce qutentre cartouche de séchage et soupape de retenue et élément doseur 16, un tronçon de canalisation 27, 28 est branché sur un échangeur de chaleur lc. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur le est enroulé en hélice autour du cylindre lb du compresseur 1. Si maintenant le compresseur est en marche, alors une petite partie de l'air comprimé s'écoule en aval de la cartouche de séchage 7 à travers la canalisation 28 dans le réservoir 9. Si le compres seur 1 est à l'arret, alors l'air s'écoule hors du réservoir 9, après avoir traversé l'élément doseur 16 et la banalisation 27 à travers l'échangeur de chaleur le. Auprès avoir traversé l'échan- geur de chaleur le, l'air échauffé s'écoule à travers la canali- sation 28 vers la cartouche de séchage. L'air chaud décharge l'agent dessicateur et continue son chemin à travers le compres seur jusqu'a l'air libre. Le rendement de cette installation est encore un peu meilleur que celui de l'installation conforme a la figure 1. RFVENDICATIO-TS 1. Procédé de séchage de l'air alimentant des interrupteurs à air con rimé, en narticulier nrélevé dans l'atmosphère environnante, avec remploi d'au moins une cartouche de séchage à travers laquelle on fait passer l'air comprimé au moyen d'un compresseur, vers le réservoir à haute pression de l'installation de distribution, caractérisé en ce que l'air détendu est amené du réservoir à haute pression à la cartouche de séchage à travers un élément doseur pendant les arr8ts du compresseur, air qui libère l'humidité absorbée par l'agent dessicateur de la cartouche de séchage et la cède à l'atmosphère environnante 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air ramené à travers la cartouche de séchage est echauffé auparavant. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'air ramené est échauffé par la chaleur perdue du compresseur. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une cartouche de séchage disposée entre compresseur et réservoir à haute pression, caractérisé par un élément doseur (16) disposé entre cartouche de séchage (7) et réservoir à haute pression (9) qui sert à délivrer du gaz comprimé détendu à la cartouche de séchage pendant les arrêts du compresseur (1). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la canalisation de reflux (27, 28) entre réservoir à haute pression (9) et cartouche de séchage (7) a la conformation d'un échangeur de chaleur (lc) et est amenée autour des cylindres (lb) du compresseur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on fait passer l'air utilisé pour le refroidissement du compresseur (1) le long de la cartouche de séchage.