Brevet FR2275043A1 — publié le 19760109

La présente invention concerne un appareil de prélèvement de courant sur une barre comportant un sectionneur, un coupe-circuit fusible et un transformateurde tension, le dit appareil servant, notamment, pour effectuer des mesures et actionner des dispositifs et auxiliaires en prélevant non seulement une tension, mais une certaine intensité. Dans l'état actuel de la technique, on sait que pour prélever de l'énergie sur le jeu de barre d'un poste haute tension, on est obligé dp prévoir une cellule "départ" rela vivement importante et installée à demeure, nieme si une partie de la cellule est "embrochable". Cette cellule doit généralement comprendre, par barre ou phase, un dIsjoncteur (o un contacter associé à des fusibles à haut pouvoir de coupure), un transformateur de courant de protection (ou un relais direct) commandant le disjoncteur, un sectionneur de mise à la terre des conducteurs ou organes situés en aval. Les réseaux sont en général triphasés. le jeu de barres comprenant trois barres et chaque organe étant tripo- laire. Lorsque l'on désire ne prélever qu'un courant de faible intensité sur les barres, polir une fonction de "mesu re de tension", ou pour l'alimentation de transformateurs de faible puissance répondant à des besoins d'asservissement ou de services auxiliaires, ou encours pour toute autre utilisa tion de faible puissance, il est nécessaire, en dépit des pro grès réalisés dans la construction des transformateurs de tension ou des transformateurs de petite puissance, ou généralement de tout autre appareil dont le rec-ordemet au réseau est enviagé, d'interposer entre ces derniers et le réseau un cou pe-circuit fusible à haut pouvoir de coupure, assurant la pro tection du réseau par leur déconnexion immédiate si un inci dent venait à les affecter. De plus, pour pouvoir ensuite interve.nir sur l'a.p- pareil ou sur le fusible, par exemple pour un remplacement, dans le cas évoqué, il est nécessaire d'intercaler entre le fusible et la barre correspondante un sectionneur à comman de manuelle. Enfin, les règles de sécurité obligent souvent à installer un sectionneur de mise à la terre des appareils et conducteurs haute tension ainsi déconnectés du réseau. Dans un poste triphasé, il y aura ainsi un sectionneur tripolaire, trois fusibles à haut pouvoir de coupure, un sectionneur tripolaire de terre, trois transformateurs de ten sion branchés entre phases et terre, ou bien deux transfcrmateurs de tension branchés entre phases, ou encore un transformateur triphasé. Ces transformateurs pourront éventuellement être des transformateurs de puissance d'auxiliaires, ou s'associer à un ou plusieurs de ces derniers. Tous ces organes, souvent regroupés dans une cellule, forment un ensemble certes intéressant pour l'exploitant, mais volumineux donc exigeant im bâtiment plus important, et au total très onéreux. La disproportion est évidente, surtout dans le cas d 'une simple fonction "mesure de tension". La présente invention a pour but de prévoir un ap pareil beaucoup plus simple, moins volumnnellx et moins oné reux qui prévoit toutes les mesures de sécurité. Suivant l'invention, l'appareil est e a r a c t ér i s é par le fait qu'il se compose de matériaux isolants convenablement combinés à des matériaux conducteurs qui se divisent - en une partie fixe par rapport à la barre, in corporant le transformateur, - et en une partie mobile, allongée, incorporant le fusible, s'introduisant longitudinalement dans un trou de la partie fixe en la traversant de part en part pour venir s'appuyer contre la barre, position au cours de laquelle ladite partie mobile se verrouille sur la partie fixe pour as surer la fermeture de tous les circuits haute et basse ten sion par des contacts électriques avec la partie fixe, des moyens étant prévus, en outre, - pour n'assurer le contact avec la barre qiie lors q'il n'existe plus aucune possibilité d'atteindre des pièces conductrices, - pour assurer la coupure absolue de tous les contacts électriques haute et basse tension en amont et en aval du transformateur au moment du commencement du retrait de la partie mobile de la partie fixe et du dégagement du fusible, - poir limiter la formation d'arcs au moment du mouvement de la partie mobile par rapport à la oarre. En.ce Qi concerne la partie fixe, elle comporte - n trou cylindrique avec des moyens de guidage et d'immobilisation de la partie mobile, - un append-ce contenant le transformateur, - des bornes d - des contacts électriques de connexion à la par tie mobile lesdites contacts étant disposés pour etre tota lement inaccessibles lorsque la partie mobIle est introdui- te dans la partie fixe et pour être couinés dès le commencement de la course de retrait de la partie mobile par rapport à la partie fixe. En ce qui. concerne la partie mobile, elle est cylindrique avec - à l'avant, une conformation en isolateur de traversée et un contact axial élastique, - à l'arrière, une poignée de manoeuvre et une plaque d'obturation, perpendiculaire à l'axe de la partie mobile, comportant les contacts usse tension aval du transforma- teur et, le cas échéant, la borne du primaire du transforma teur à raccorder à la terre, - dans la partie médiane évidée suivant un cylin dre coaxial, le fusible coupe-circuit que iton dégage par une trappe hémi-cylindriqe articulée au-desssus et vers l'avant et solidaire de la poignée de manoeuvre et de la plaque d'ob turation, ladite trappe présentant, près de son articulation, une lamelle de contact élastique réalisant un contact électrique haute-tension entre le fusible ou coupe-circuit et l'ali mentation du transformatellr, - au dessus et au-dessous, des proémtnences de guidege, tels que ergot ou cannelures, destinées à s'engager dans des rainures correspondantes de la partie fixe. Dc plus, la partie cylindrique est conque de manière que, lorsque la trappe hémi-cylindrique est fermée, elle soit dans le prolongement de la partie mobile cylindrique et qu'elle se profile avec celle-ci tandis qu'elle peut s'ouvrir en s'articulant et en dégageant une ouverture suffisamment grande pour introduire o extraire le fusible, ltouverture s'effectuant par pivote- ment autour d'une charnière au voisinage de laquelle est implantée une lamelle de contact élastique dont l'autre extré mité libre, lorsque la trappe est rabattue et fermée, traver se une fente de la partie mobile pour faire saillie à l'ex- térieur de celle-ci et, éventuellement, entrer en contact avec la borne haute-tension du transformateur et le fusible de fa çon à assurer la liaison entre ex-ci. D'autres particularités et les avantages de l'ap pareil de prélèvement de l'invention apparaltront a1 cours de la description ci-après qui en donne un exemple non-limitatif de réalisation pratique qui est illustré par les dessins Joints dans lesquels - la figure 1 est une coupe verticale axiale de la partie fixe, - la figure 2 est une vue arrière de la partie fixe, - la figure 3 est une coupe verticale axiale de la partie mobile avec la trappe fermée - la figure 4 est une coupe similaire à celle de la figure 3 avec la trappe ouverte, - la figure 5 est une coupe suivant lA de la figure 4, - la figura 6 est une coupe verticale axiale de l'ensemble de l'appareil, la partie mobile étant enfoncée complètement dans la partie fixe de manIère à se rendre apte à capter le courant, - la figure 7 est une vue de la plaque de sécurité, ne figure 8 est une vue de 11 appareil avec la partie mobi le à moitié extraite et la trappe arrière de cette partie soulevée, - la figure 9 est une v-;e similaire à elle de la figure 8 mais avec la trappe rabattlle pour fermer la partie mobile, - la figure 10 représente une adaptation de la partie avant de ltappareil aux cellules d'encombrement réduit à ltintérieur desquelles il n'est pas possible de conserver l'isolement dans l'air. - la figure 11 est une variante de l'adaptation représentée à la figure 10 avec adaptation d'un écran protecteur, - la figure 12 une variante de l'avant de l'appareil pour uti iisation dans une cellule à isolement liquide. L'appareil est destiné à prélever du courant sur une barre 34 (fig. 6i ou sur un autre organe sous tension, tel qu'un cible 35 (fig. 10 > , 36 (fig. 11) ou dans un liqui- de 26 (fig. 12). I1 comporte un coupe-circuit ou fusible 19 et un transformateur dont on a repéré le circuit magnét-que en 1, l'enroulement haute-tension en 2 et l'enroulement bas se-tension en 3. I1 se compose essentiellement de deux par tles, à savoir - une partie fixe 5 composée d'une matière isolant te enrobant, notamment, le transformateur 1, - une partie mobile ou chariot tubulaire 10, allongé, incorporant le coupe-circuit ou fusible 19 et qui peut s'introduire longitudinalement dans un trou cylindrique 6 de la partie fixe 5. Le trou 6 traverse de part en part la par tie fixe 5 pour venir s'appuyer contre la barre 34 ou les câ bles 35 et 36. Dans cette dernière position, la partie fixe ou chariot tubulaire 10 se verrouille sur la partie fixe 5 par des pattes 37 et 38 respectivement solidaires de la partie fixe et de la partie mobile. Plus précisent, la partie fixe 5 comporte dans le trou cylindrique 6 des rainures de guidage 7, 8 pour la partie mobile 10. La rainure 7 est fermée à l'arrière par une plaque de sécurité 28 qui vient se visser, par les vis 39, 40, sur l'arrière de l'appareil. La rainure 8 est cependant dégagée de ce côté. La plaque 28 est percée de trois trous 41, 43, ' " qui viennent an regard de trois contacts fixes , tels que 44, correspondant aux deux sorties de l'enroulement bas se-tension 3 et à une sortie de l'enroulement haute-tension 1. Sous les contacts fixes 44, il existe une plage fixe 4 présentant trois contacts ccrrespcndants qui sont reliés à un câ- ble 45 de départ pour le courant prélevé.Aux contacts 44 et à la plage 4, correspondent des contacts sectionnables 18 fi xes sur une plaque métallique 17 d'obturation, protégée exté rseurement par un isolant, qui se trouve à la partie arriè re du chariot tubulaire 10 qui sera décrite plus en détail ci-après. La partie fixe 5 comporte encore, à l'intérieur du trou cylindrique 6, un contact fixe 9 qui est une borne de enroulement haute-tension 2. La partie mobile 10, de forme cylindrique, présen te, à l'avant, une conformation en isolateur aileté 46 qui se termine par un contact télescopique Il venant s'appuyer sir la barre 34 ou les cables 35 et 36. Ce contact télesco pille 11 renferne un ressort 47 qui assure une certaine élas ticité. Il se prolonge pour déboucher à l'intérieur d'une par tie évidée cylindrique de la partie fixe contenant le coupe-cir cuit ou fusible 19 qui lui-même présente, à l'arrière, une borne 48 qui vient s'appuyer sur un contact élastique 15 as surant la liaison avec le contact fixe 9 en passant à travers une fente 49 creusée dans la paroi du chariot tubulaire 10. L'arrière de ce chariot tubulaire présente, sur le dessus, une trappe hémi-cylindrique 12, articulée en 13 pour se soulever et dégager le fusible 19. Le contact élastique 15 est fixé sur la trappe 12, à proximité de l'articulation 13. El- le présente, à l'arrière, une poignée d manceuvre 16 qui est fixée 13 la plaque d'obturation 1 comportant des contacts 18 et la patte 38 comme on l'a vu précédemment. Le dessus du chariot 10 préser.+.e une butée 14 qui pet glisser dans la rainure 7, tandis que le dessous présente une cannelure 33 qui peut glisser dans la rainure 8.La butée 14 a sa course limitée par la plaque 28. Un verrouillage ou un cadenassage 29 peut immobiliser la partie mobile 10 par rapport à la partie fixe 5 en solidarisant les deux pattes 37 et 38. La trappe hémi-cylindrique 12 se profile avec le reste du chariot mobile 10 sibien que l'ensemble peut pénétrer complètement dans le trou cylindrique 6. Lorsque le chariot tubulaire 10 est introduit dans la partie fixe 5 et que le cadenassage 29 est réalisé, le con tact télescopique 11 s'appuie sur la barre 34 ou sur des ca bles 35 et 36 et le circuit haute-tension est réalisé par le contact 11, le fusible 19, la borne 48, le contact élastique 15, le contact fixe 9, l'enroulement 2, l'un des contacts fi xes 44, l'un des contacts sectionnables mobiles 18, l'un des contacts de la plage fixe 4 et un conducteur du câble 45.Le circuit de basse-tension s'établit, entre l'enroulement 3 et deux conducteurs du cable 45, par deux des contacts fixes 44, deux des contacts de la plage fixe 4 et deux contacts section- nables mobiles 18. Dans cette position, tous les contacts sont inaccessibles de l'extérieur. Si pour une raison q elconque, on veut réaliser le sectionnement, il suffit de retirer le cadenasssege, de dé- gager les deux pattes 37 et 38 et de retirer le chariot tu bulaire 10 en actionnant la poignée 16. IL s'ensuit imméaia- tement ia déconnextion du contact il avec la barre 34 ou les cibles 35 et 36. La butée 14 et la cannelure 33 continlianb à coulisser dans les rainures 7 et 8 jusqu'au moment ou ladite butée 14 vient en contact de la plaque de sécurité 28, il de vient possible de soulever l'élément hémi-cylindrique 12 en le faisant pivoter autour de l'articulation 13 pour dégager complètement le coupe circuit 19.Dans la toute première partie du mouvement de retrait du chariot tubulaire 10, se pro duit non seulement la déconnexion du contact Il de la barre 34, mais encore la déconnexion du contact élastique ou lamel le 15 de la borne 48 et du contact fixe 9. De meme, la pla que métallique d'obturation 17 reculant en méme temps, il y a un retrait des contacts sectionnables 18 et une coupure de tous les circuits aboutissant aux contacts fixes 44 et à la plage fixe 4. Par conséquent, le transformateur 1 a tous ses circuits coupés en amont et en avr.l. Lorsque la butée 14 vient en contact de la plaque 28 et que l'on soulève l'élément hémi-cylindrique 12, tous les contacts haute et basse tension sont hors circuit et inoffensifs. A la figure 4, on a montré l'appareil installé de vant | la faqe avant d'un tableau métallique à isolement dans liait dont la face avant 22 ou cloison comporte un orfice ou guichet susceptible d'ëtre fermé par un volet 23 pour lais ssr le passage 8 ltextrémité de la partie mobile 10 comportant le contact 11. La partie fixe 5 est placée de façon que le volet 23 puisse coulisser librement et venir obturer le trou cyllndriqne 6. La figure 1C représente une adaptation possible de l'appareil aux cellules d'encombrements réduit à l'inté- rieur desquelles il n'est pas possible de conserver l'isole ment dans l'air. Un cone isolant 25 est ajouté à l'avant de la partie fixe 5 concentriquement au trou 6. Ce cdne compor te, au fond, un contact fixe en liaison avec le cable 35 et sur lequel vient s'appliquer le contact mobile Il. Le cone 25 est fixé à l'extérieur par une prise isolée normalisée montée directement sur Ge cable sec 35 avec ou sans écan suivant l'intention de service considéré. La figure Il est une variante d'installation de l'appareil dans une cellule d'encombrement réduit. Le cone 25 n'est plus solidaire de la partie fixe 5 mais de la cellule 50. Le contact Il vient s'embrocher à l'intérieur du cône 25. Le cone 25 plonge à l'intérieur du liquide isolant 26. Cet te solution permet le retrait de l'appareil sans avoir à in tervenir sur les liaisons sous tension. C'est l'équivalent dans les cellules à pas réduit, de ce qui est possible dans les cellules à isolement dszws ,'air. Le cone 25 peut recevoir de prises moulées ou faire partie lui-meme d'une connection moulée de liaisons. L'inventionéprésente un certain nombre d'avantages caractéristiques. Tout d'abord, elle permet une fonction de mesure de tension avec un gain subtantiel de prix et d'en combrement et permet l'exploitation de cette mesure en toute sécurité. L'ensemble est largement dimensionné du point de vue diélectrique bien que peu encombrant. L'accès au coupecircuit ou fusible 19 se fait en toute sécurité et le trans formateur 1 peut tre facilement interchangé. Par ailleurs, le sectionnement au moment de l'ac cès au coupe-circuit s'effectue dans l'air ou dans un vclu- me très confiné. On ne r-;sque donc pas de contournement de l'intervalle d'isolement pendant l & manoeuvre du coupe-cir cuit. Dans cet esprit, l'appareil est conçu pour que la la- melle mobile ou contact élastique 15 qui assure la liaison électrique entre le coupe-circlwit 19 et l'enroulement haute-ten sion 2 ne porte Jamais sur des surfaces isolantes constituant des lignes de fuite ; en d'autres termes, on évite que des frottements d'un pièce métaIlique réalisent des dépôts de métal qui favorisent ces lignes de fuite. On conçoit que l'appareil de l'invention soit par ticulierement commode et rende impossible toute fausse manoeu vre. En effet, le sectionnement des circuits basse-tension est automatique dès le premier centimètre de course du see tionneur haute-tension et tout risque de ré alimentation à la basse-tension est ainsi écarté. Dans la pratique, la solution de transformateur allto-sectionneur, objet de l'invention, est géneralisable pour tolite tension de 3 à 36 KV au moins. L'appareil peut être réa lise 'cus forme d'ensembles unipolaires ou tripolaires per- mottant l'utilisation de bobinages tension entre phase et terre ou en V cu en triphasé Le bobinage mesure de tension peut être remplacé par un bobinage de puissance permettant ainsi l'installation simple d'un transformateur auxiliaire. REVENDICATIONS 1 / Appareil de pré]èvenent sur une barre comportant un sectionneur, un coupe-circuit ou fusible et un trans formatetir, ledit apparue l servant, notamment pour effectuer des mesures et actionner des dispositif s auxiliaires en prélevant non seulement une tension, mais une certaine intensi té, c a r a c t- e' t E é par le fait qu'il se compose de ma- tériaux isolants convenablement combinés à des matériaux con ducteurs et qu'il se divise - en une partie fixe par rapport à la barre incor porant le transformE.tel.r 1, - et une partie mobile 10, allongées incorporant le fusible 19, s'introduisant longitudinalement dans un troll de la partie fixe en la traversant de part en part pour venir s'appuyer contre la barre, position au cours de laquelle la dite partie mobile se verrouille sur la partie fixe pour assurer la fermeture de tous les circuits haute et basse tension par des contacts électriques 15,18 avec la partie fixe, des moyens étant prévts en outre, - pour n'assurer le contact avec la barre qrle lors qu'il n'existe plus aucune possibilité d'atteindre des pièces conductrices, - pour assurer la coupure absolue de tcus les contacts électriques haute et basse tension en amont et en aval des transformateurs au moment du commencement Cr retrait de la partie mobile, de la partie fixe et du dégagement du fit- sStkle 19, - pour limiter la formation d'arcs au moment à mouvement de la partie mobile par rapport à la barre. 2 / Appareil tel que defini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que la partie fixe com porte - un trou cylindrique 6 avec des moyens de guida ge 7,8 et d'immobilisation 14, 28 de la partie mobile, - un appendice contenant le transformateur 1, - des boi-n Ce départ des conducteurs de courant prélevé, - des contacts électriques 4 et îP de ccnnexion à la partie mobile 10, ledit contact étant disposé poile être totalement inaccessibie lorsque la partie mobile est introduite dans la partie fixe et pour être coupée dès le commencement de la course de retrait de la partie mobile par rapport à la partie fixe. 3 / Appareil, tel que défini dans l'une ou l'autre d revendications l ou 2, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que la partie mobile est cylindrique avec - à l'avant une conformation en isolateur de tra versée et un contact il axial élastique, a - l'arrière) une poignée de manoeuvre 16 et une plaque d'obturation 17, perpendiculaire à l'axe de la partie mobile 10, comportent les contacts basse-tension 4, 18 aval du transformateur et un contact haute tension 15, - dans la partie médiane évidée suivant un eylin- dre coaxial, le fusible coupe-circuit 19 que l'on dégage par une trappe hémi-cylindrique 12 articulée au-dessus et vers l'avent et solidaire de la poignéé de manoeuvre 16 et de la plaque d'obturation 17, ladite trappe 12; présentent, près de sor articulation 13, une lamelle de contact élastique 15 ré alisant un contact électr:qu haute-tension avec le fusible 19 @ou coupe-circuit et l'alimentation du transformateur 1, - au-dessus et au-dessous, des proéminences de guidage 14, 33, telles que ergot ou cannelure, destinées à s'en gager dans des rainures correspondantes de la partie fixe. 4 / Appareil tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que, lorsque la trappe hémi-cylindrique est fermée, elle est dans le prolongement de la partie mobile cylindrique et se profile avec celle-ci, tandis qu'elle peut s'ou vrir en s'articulant et en dégageant une ouverture suffisamment grande pour introduire ou extraire le fusible, l'ouver- ture s'effectuant par pivotement autour d'une charnière au voi sinage de laquelle est implantée une lamelle de contact élastique dont l'autre extrémité libre, lorsque la trappe est ra battue et fermée, traverse une fente de la partie mobile pour faire saillie à l'extérieur de celle-ci et, éventuellement, entrer en contact avec la borne haute tension du transforma teur et du fusible de façon à assurer la liaison entre ceux ci. 50/ Appareil, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 3 ou 4, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que la course de la partie mobile dans la partie fixe est limitée par l'une, au moins, des proémi nences de guidage qui vient buter sur une plaque de sécurité. 60/ Appareil tel que défini dans la revendication 5, c a r a c t é r i s é par le fait qu'un dispositif de ver rouillage immobilise la partie mobile dans la partie fixe en position d'introduction complète de celle-là dans celle-ci. 70/ Appareil, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, 4, 5, ou 6, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait qu'unie cloison avec un guichet et un volet coulissant isole l'ensemble de l'appareil de la barre lorsque la partie mobile' est retirée, le volet étant susceptible de s'ouvrir pour laisser le passage à l'introduction de la partie mobile et permettre son application contre la barre. 8 / Appareil, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, 4, 5, ou 6, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait qu'un cone isolant coiffe la partie fixe de l'appareil et que le contact télescopique s'introduit dans le cone. 9 / Appareil, tel que défini dans la revendication 7 > c a r a c t é r i s é par le fait qu'un cone isolant est fixé à la cloison et que le contact télescopique s'introduit dans le fond du cone.