Brevet FR2271685A1 — publié le 19751212

L'invention concerne lei équipements de distribution pour cellules a haute tension. Dans Ce domaine, on peut citer deux techniques connues ayant chacune leurs avantages et leurs inconvénients propres. Le satériel isolé par de l'air à la pression atmosphérique a un encombrement assez important et l'opérateur peut y pénétrer moyennant le respect de conditions de sécurité. Ce matériel présente l'avantage de permettre une juxtaposition très facile de cellules eléasntaires et la réalisation aisée de tous les schéaas cesels de distribution. Le matériel à isolement solide, liquide ou gazeux à haute rigidité diélectrîque, et dans lequel l1opérateur ne entre pas présente l'avantage d'un encoubreaent réduit MIS, réalisé avec une structure cotpleterent différente de celle des matériels dans l'air, il ne peut pas être facilement juxtaposé à cenr ci Dau tous les cas, avec ces matériels, quel que soit le mode d'isolesent, les adjonctions créent des discontinuités et posent des problèmes difficiles. Ceci explique que ces matériels sont le plus souvent réalisés seulement par groups de trois ou quatre cellules (par exemple deux arrivées d'une distribution en boucle et une cellule de protection de transfotiateur). Le constructeur est ainsi conduit a fabriquer deux gazais complètes de cellules différentes non associables. L'invention a pour objet une cellule de poste electrique à haute tension caractérisée par le fait qu'elle colporte un appareil d'interruption, sous enceinte de gaz diélectrique, muni en aient de liaisons a un jeu de barres et en aval de liaisons a des prises débrochables. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparattront dans les divers exemples de réalisation donnés a titre d'illustrations dans les dessins annexés La figure 1 est une vue de face en coupe par un plan parallèle a un pôle d'un appareil d'interruption sous enveloppe aétallique. La figure 2 est une vue extérieure de profil selon la direction A de la figure 1. La figure 3 est une vue de profil en coupe partielle d'une cellule conforme à l'invention et comportant un appareil d'interruption. La figure 4 est une vue de profil en coupe partielle d'une cellule comprenant un interrupteur combiné avec des fusibles. La figure 5 est une vue extérieure de face de deux interrupteurs fixés sur le même support et associés a ut jeu de barres isolées et a des prises débrochables. La figure 6 correspond à l'appareillage de protection d'un transformateur. La figure 7 représente une vue de face d'une variante de l'appareillage de protection d'un transformateur. La figure 8 est une vue en plan schématique de la figure 7. Sur les figures I et 2, un appareil d'interruption 1 de dimensions réduites, du type autopneumatique par exemple, est disposé dans une enveloppe métallique 2 ayant de préférence la forme d'un parallèlépipède et contenant de l'hexafluorure de soufre sous une pression au moins égale à la pression atmosphérique0 La valeur de cette pression est fixée en fonction de la réduction des dimensions et des caractéristiques d'isolement et de coupure désirées, en particulier pour les appareils autopneumatiques. Les conducteurs d'entrée et de sortie de chaque pôle pénètrent dans l'enveloppe 2 au moyen de traversées isolantes 3, 3', 3" et 4, 4', 4".La distance entre les axes des traversées des poiles voisins est telle que l'isolement entre pâles est assuré dans l'air aux extrémités des traversées 5, 5t, 5N et 6, 61, 6o Ceci permet d'utiliser un jeu de barres dans l'air, formé de barres conductrices nues telles que 7 auxquelles peuvent être raccordés plusieurs interrupteurs du même typez Des appareils de commande isolés dans l'air sont disposés en face avant, à l'intérieur d'enveloppes metalliques telles que 8 et permettent d'entratner les interrupteurs I contenus dans les enveloppes 2.Les appareils d'interruption et de commande contenus dans les compartiments 2 et 8 ainsi que les traversées isolées constituent un ensemble qui peut être utilisé comme élément d'appareillage intégré dans une installation ouverte ou dans une installation protégée préfabriquée0 g le le montrent les figures 3 et 4, les entrées et les sorties de cet caseSble peuvent, selon l'invention, être raccordées d'une part pour les traversées d'entrée à un jeu de barres 7 perpendiculaire au plan de la figure et isolé dans l'air, et pour les sorties à des prises débrochables. De préférence, on remplace les traversées inférieures 4, 4', 4" des figures 1 et 2 par un bloc en résine synthétique 9 isolant les conducteurs de sortie. Cette solution permet de disposer, sur la face avant de la cellule sur laquelle se trouve déjà la commande 8, les points de connexion utilisés dans l'exploitation courante, notaient le raccordement par prise débrochable 10 des cibles du réseau 11 ainsi que les points de connexion 12 que l'on peut relier à une source de tension indépendante pour l'essai des chables. Cet ensemble, supporté par une charpente simple et disposé dans une enveloppe métallique 13, constitue une cellule interrupteur complète qui, à l'aide du jeu de barres 7 à isolement dans l'air, peut être raccordée à des cellules de même nature ou à des cellules de caractéristiques différentes. Sur la figure 4, le bloc en matière synthétique 13, qui isole les conduc teurs de sortie de l'interrupteur contenu dans l'enveloppe 2, comporte des alvéoles 14 en forme de baignoires dans lesquelles sont disposés des fusibles 15 connectés aux prises débrochables 16 des câbles 17. Cette solution permet de toujours accéder par la face avant aux fusibles du combiné interrupteur-fusible et facilite le montage d1 un dispositif simple de déclencheeent de l'interrupteur par les percuteurs des fusibles. Dans tous les cas on prévoit, sur les faces d'accès des cellules, les dispositifs de sécurité connus tels que le sectionneur de terre schématisé en 18. L'utilisation d'interrupteurs dans l'hexafluorure de soufre qui assurent la coupure de courants élevés avec une faible énergie et limitent le préamorçage à la fermeture, permet soit d'obtenir pour un une pouvoir de coupure une importante réduction de l'énergie par rapport aux interrupteurs autopneumatiques dans l'air, ce qui facilite l'automatisation des interrupteurs, soit d'obtenir, en conservant l'énergie de manoeuvre courante, un pouvoir de coupure très pelez qui permet d'accrottre très notablement l'intensité nominale des confines interrupteurs-fusibles. La figure 5 représente l'assemblage de deux éléments interrupteurs 19 et 20 colportant chacun, à la partie inférieure, coupe l'interrupteur 2 de la figure 3, ra bloc 21 en résine synthétique muni de points de connexion 22 pour l'essai des cibles et de prises débrochables 23 reliées aux câbles 24 d'un réseau d'aliîentation en énergie électrique.En aient, les sorties des conducteurs de l'interrupteur sont constituées par les parties mâles 25 de prises debrochables disposés en triangle et pouvant être embrochées dans les parties femelles 26 de ces prises disposés au-dessus. Pour tous les interrupteurs du tableau, les parties fonlies des prises débrochables aient sont reliées entre elles, psle par pile, par trois conducteurs qui constituent ainsi un jeu de barres tripolaire isolé par le bloc de résine synthétique 27. Cette disposition présente de l'intérêt pour l'équipement d'un transformateur d'une sous-station compacte comportant similtanément de l'appareillage haute tension et de l'appareillage basse tension. Les dispositions selon l'invention permettent de réaliser facilement un appareillage haute tension économique et de dimensions réduites assurant simultanément une double\alimentation (en double dérivation ou en boucle) et la protection d'un transformateur0 Sur la figure 6, la double alimentation du transformateur schématisé en 28 est réalisée par deux arrivées de cules 29, adossées au mur 30 sur lequel sont fixées les deux prises débrochables 31. Celles-ci, par l'intermédiaire des cibles souples de raccordement 32 et 33, alimentent les deux interrupteurs accolés 34 et 35. Ceux-ci, à l'aide du jeu de barres 36 réduit au minioux, sont reliés aux fusibles 37 assurant la protection du transformateur, à la prise débrochable 38 du cXble 39 cpnnecté au transformateur 28. Le coffret 40 renferie le reIayage et le matériel électronique. Une seule cellule remplace ainsi un ensemble classique de trois cellules. les figures 7 et 8 représentent, la première une vue en élévation et, la seconde, une vue en plan schématique d'un poste de transformation compact extérieur comprenant de l'appareillage assurant la double alimentation et de la protection HT d'un transformateur de série 41. Les deux câbles d'alimentation 42 et 43 sont connectés par les prises débrochables 44 et 45 aux deux interrupteurs 46 et 47 de largeur Ilo Ces derniers alimentent le jeu de barres 48 situé dans le caisson 49, constitué par une poutre télescopique et disposé au-dessus du transformateur 410 le jeu de barres 48 est connecté aux organes de protection comprenant un interrupteur 50 de largeur I2 et les fusibles 51, ces derniers accessibles selon la fleche 52.Cet appareillage, constitué par l'interrupteur 50 et les fusibles 51, est relié au transformateur par les prises débrochables 53 et les cibles 54. Si l'on ne prévoit pas d'interrupteur de protection 50, le jeu de barres 48 est relié directement au transformateur 41 par la connexion sche atisee en traits tiretés en 55. Dans cette installation, la largeur est constante, la longueur est, aux jeux près, la somme de la longueur du transformateur et de la largeur des interrupteurs 2 I1 + I2. L'appareillage basse tension est disposé en 56 sur la face arrière du transformateur.Dans ces conditions, tout l'appareillage à haute tension, c' est-à-dire les interrupteurs 46 et 47, le combiné interrupteur 50 et les fusibles 51 assurant la protection du transformateur, ainsi que le jeu de barres 48, est agencé autour d'une poutre télescopique 49 dont la longueur varie en fonction de celle du transformateur et qui est supportée par ce dernier. Cette disposition facilite le remplacement du transfo mateur. les avantages des dispositifs selon l'invention sont les suivants - ltencombrement des cellules est réduit. La hauteur correspond au gabarit humain moyen et la profondeur aux dimensions courantes en exploitation. La largeur qui est la dimension la plus importante, car pour un tableau elle correspond à la somme des cellules, est analogue aux solutions actuelles les plus réduites. - Les éléments interrupteurs, dans l'hexafluorure de soufre, qui peuvent être fabriqués en grande série et utilisés dans des installations ouvertes, sont facilement interchangeables. leur pouvoir de coupure est élevé et la faible énergie nécessaire permet une automatisation faciles Ils peuvent aisément remplacer les éléments actuels plus encombrants ou être mêlés à ces derniers. Les parois des éléments constituent d'excellents écrans métalliques dans les cellules. L'emploi des résines synthétiques qui nécessitent un outillage important est réduit au minimum. - L'utilisation d'un jeu de barres dans l'air permet la fabrication d'eléments unitaires en série, des juxtapositions faciles combinant des schémas.différents et l'extension aisée d'installations existantes de même entraxe, exécutées avec des cellules différentes. - L1exploitation des cellules est facile car les mecanismes de commandet raccordements, fusibles, sont disposés sur la face avant, La cellule est réduite à un simple caisson, car les éléments regroupent toutes les parties électriques et mécaniques correspondant à une mtme fonction. La solution est très souple car on peut pratiquement combiner de façon quelconque dans une cellule, un groupe de cellule ou un poste, les éléments interrupteurs avec d'autres fonctions. La fabrication des nouvelles cellules est analogue à celle des cellules à isolement dans l'air, ce qui évite une nouvelle fabrication complètement différente. Il Il est évident que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'entre décrits et représentés et qui n'ont été donnés qu'd titre d'exemples ; en particulier on peut sans sortlr du cadre de l'invention modifier certaines dispositions ou replacer certains éléments par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. REVENDICATIONS Il Cellule pour poste électrique à haute tension, caractérisée par le fait qu'elle comporte un appareil d'interruption (I) sous enceinte (2) de gaz diélectrique muni en amont de liaisons à un jeu de barres (7) et en aval de liaisons à des prises débrochables (10). 2/ Cellule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les liaisons avec les prises débrochables s'effectuent à travers un bloc de traversées en résine synthétique (9). 3/ Cellule selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le bloc de traversée comporte un jeu de points de connexion (12) permettant de relier les liaisons à une source de courant indépendante. 4/ Cellule selon l'use des revendications I à 3, caractérisée par le fait qu'un jeu de fusibles (15) est disposé en série avec l'appareil d'interruption. 5/ Cellule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'un jeu de prises débrochables (25-26) est interposé entre l'appareil d'interruption et un jeu de barres isolé dans un bloc de résine synthétique (27). 6/ Cellule selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que les prises débrochables (38) sont reliées à un transformateur (28) d'un poste haute tension0 7/ Cellule selon la revendication 6, caractérisée par le fait que l'appareillage d'interruption (46, 47) de l'alimentation du poste haute tension, l'appareillage d'interruption (50) de protection (51) du transformateur (41) et l'appareillage basse tension (56) du poste sont disposés chacun sur trois des faces verticales du transformateur. 8/ Cellule selon la revendication 7, caractérisée par le fait qu'elle comprend l'appareillage d'alimentation haute tension du poste (46, 47) et l'appareil de protection du transformateur (51) et que l'appareillage d'alimentation haute tension est muni de prises débrochables (44, 45) reliées aux sources d'alimentations en énergie électrique. 9/ Cellule selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte un jeu de barres télescopiques.