Brevet FR2305871A1 — publié le 19761022

L'invention concerne des cellules a haute tension dont l'appareillage est à isolement dans l'air, et qui comportent un appareil de coupure a haute tension dans une enceinte de gaz diélectrique. Pour permettre à une personne d'avoir acces avec sécurité à la partie de la cellule qui est séparée des conducteurs sous tension par l'ouverture de l'interrupteur, ce dernier est généralement soit combiné avec un sectionneur, soit constitué de telle façon qu'un de ses éléments tel qu'une traversée réalise un sectionnement, soit associé à un rideau métallique qui s'interpose entre les contacts de l'appareil en position d'ouverture. Ces solutions peuvent suffire lorsque l'extinction de l'arc s'effectue dans l'air. Nais si la coupure a lieu dans un fluide de rigidité diélectrique supérieure à celle de l'air, par exemple un gaz tel que l'hexafluorure de soufre, les dispositions précédentes ne conviennent pas. Elles nécessitent généralement la rotation d'une traversée dont le moment d'inertie est assez élevé, et elles conduisent ainsi, soit à une solution encombrante si le sectionneur est en série avec l'interrupteur, soit à une solution absorbant une énergie assez importante, donc incompatible avec l'utilisation d'automatismes simples, si la traversée est combinée avec la partie mobile de l'interrupteur dont le déplacement doit être assez rapide. L'invention a pour but une cellule à interrupteur haute tension dont les dispositions permettent d'assurer la mise hors d'atteinte, dans des conditions satisfaisantes, des parties actives demeurant sous tension, lors de l'ouverture de l'interrupteur. L'invention a pour objet une cellule d'appareillage électrique à isolement dans l'air et comportant un interrupteur effectuant la coupure dans un fluide diélectrique, caractérisée par le fait que l'interrupteur comprend deux cloches isolantes assemblées sur une cuve métallique fixée sur une cloison divisant la cellule en deux parties, ladite cuve comportant à l'intérieur un écran diélectrique relié à la masse et situé entre les contacts cn position d'ouverture, de telle sorte que lorsque le contact mobile de l'interrupteur est en position d'ouverture, une personne pénètrant dans la partie hors tension de la cellule ne peut entrer en contact avec une pièce sous tension ni par contact direct, ni par l'effet d'une surtension provoquant un amorçage éventuel dans l'interrupteur. Selon une autre caracteristique l'extinction de l'arc de coupure de l'interrupteur s'effectue à l'aide d'un dispositif à autocompression. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un due de réalisation donné à titre d'exemple illustré dans les figures. La figure 1 est une vue en coupe d'un interrupteur utilisé dans l'invention en position de fermeture. La figure 2 est une vue en coupe de l'interrupteur de la figure I en position d'ouverture. La figure 3 est une vue de face de l'interrupteur selon la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe d'une cellule équipée de l'interrupteur selon la figure 3 et agencée selon l'invention. L'interrupteur de la figure 1 comporte une cuve métallique 1 sur laquelle sont montées deux cloches isolantes 2 et 3 supportant des prises de courant 4 et 50 Une tige 6 est fixée sur la prise 4 et une tige 7 sur la prise 5. Un tube mobile 8, entratné par une bielle 10 et un levier 9 tournant autour d'un axe de commande 11, assure le passage du courant. A l'extrémité supérieure du tube fermé par une rondelle 32, des doigts 12 assurent le contact avec la tige 6. A son extrémité inférieure, le tube 8 qui sert de contact mobile est rétreint et fendu et les doigts ainsi constitués coulissent sur la tige 7. Une buse isolante 13 fixée à l'extrémité du tube 8 forme un piston qui se déplace a l'interieur d'un cylindre 14 solidaire de la cloche 2. Un anneau métallique constituant un écran diélectrique 15 est fixé sur la cloche 2 et relié à la cuve 1 par la connexion 33, visible dans la figure 2. L'enceinte de l'interrupteur constituée par la cuve 1 et les cloches 2 et 3 contient un gaz diélectrique. Des orifices 16 situés entre la cloche 2 et le cylindre 14 permettent la circulation du gaz autour de l'organe de coupure constitué par la buse 13 et le cylindre 14.En position de fermeture, le courant passe successivement par la prise de courant 4, la tige 6, les doigts 12, le tube 8, la tige 7 et la prise de courant 5. A ltouverture, le tube 8 est entratné vers le bas par le mécanisme formé par la bielle 10, le levier 9 et l'axe 11, la buse 13 comprime le gaz dans le cylindre 14 et le gaz passe par des ouvertures 17 ménagées dans la paroi horizontale solidarisant le tube 8 et la buse 13. Lorsque la tige 6 est sortie du tube 8 et de la buse 13, le gaz s'écoule également en passant par l'orifice 18 ménagé à la partie supérieure du tube 8. Ce soufflage assure l'extinction de l'arc amorcé entre la tige 6 et les doigts 12. Après la coupure, en fin d'ouverture, l'appareil est dans la position représentée sur la figure 2. L'écran 15 se trouve alors situé entre la tige 6 et la partie supérieure du tube 8. La distance entre la tige 6 et le tube 8 tient des tensions supérieures aux tensions d'essais imposes entre entrée et sortie des sectionneurs, et les distances entre la tige 6 et l'écran 15 et entre le tube 8 et écran 15 sont telles qu'un amorçage ou un cheminement intéresse toujours l'écran diélectrique à la terre 15 et ne se produit jamais directement entre la tige 6 et le tube 8.Par ailleurs, le gaz qui entoure les pièces 6, 8 et 15 est en permanence en communication avec le gaz contenu dans l'enceinte de l'interrupteur, ce qui élimine le risque de détérioration des qualités diélectriques du gaz situé sur la distance d'ouverture de l'appareil. L'écran 15 permet ainsi de réaliser un interrupteur-sectionneur sans accroître de façon importante la course d'ouverture et sans adjonction d'un dispositif de sectionnement supplémentaire. La figure 3 est un exemple de réalisation d'un appareil tripolaire avec son chtssis 19, sa botte de commande 20 permettant l'exécution des différents cycles de manoeuvre et un sectionneur de terre 21 monté sur le châssis et pouvant assurer la mise à la terre des prises de courant inférieures de l'interrupteur. Le sectionneur de terre, représenté en traits pleins en position de fermeture et partiellement en traits mixtes en position d'ouverture, comprend une barre 22 supportant trois pinces de contact 23. L'ensemble tourne autour des pivots 24 et, en position de fermeture, les prises de courant inférieures 5 s'engagent dans les pinces 23. Sur la figure 4, l'interrupteur est installé dans sa cellule. L'appareil, équipé de sa botte de commande 20 et du sectionneur 21 de mise à la terre de la tête de câble, constitue un ensemble facilement démontable après déconnexion du jeu de barres 25 relié directement aux prises de courant 4 et des connexions 26 fixées sur l'isolateur 27 auquel sont raccordés les câbles 28. L'isolateur 27 est également utilisé comme diviseur capacitif permettant de détecter la présence de tension et de faire fonctionner les automatismes. On a schématisé en 29 la co ande de l'interrupteur et en 30 celle du sectionneur de terre. Ainsi, lorsque l'interrupteur est en position d'ouverture et que le jeu de barres 25 reste sous tension et le cible 28 hors tension, la cuve 1 et une cloison en tale 31, sur laquelle elle est fixée, empêchent tout contact direct entre les pie ces sous tension telles que 25 et une personne ayant acces au compartiment inférieur de la cellule. La personne est également protégée contre toute surtension éventuelle pouvant provoquer un amorçage dans l'interrupteur, puisque l'amorçage se produira dans tous les cas entre la tige 6 reliée à la prise de courant 4 et l'écran 15 (figure 1), et non entre entrée et sortie de l'interrupteur.Ainsi, une opération sur le cible ou sur un élément du coipartiment inférieur s'effectue avec la w2Se sécurité que dans les installations classiques, Ceci est également vrai Si l'on pénetre dans le compartiment supérieur hors tension et que le cible reste sous tension0 La disposition selon l'invention présente un avantage supplémentaire lorsque le cible 28 se termine par une botte à cibles, car la présence de la cuve I e; ; de la cloison 31 protege le jeu de barres 25 contre une explosion éventuelle de la botte à câbles, Avantageusement et d'une Panière pratique le gaz utilisé est de l'hexa- fluorure de soufre et l'interrupteur peut comporter un dispositif de coupure à autocompression. D'autre part, l'ensemble constitué par l'interrupteur, sa commande et ses accessoires, peut constituer un ensemble indépendant, aisément diiontable en cellule. I1 est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté et qui n'a été donne qu'à titre d'exemple en particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions, ou remplacer certains moyens par d'autres équivalents. REVENDICATIONS 1/ Cellule d'appareillage électrique à isolement dans l'air et comportant un interrupteur effectuant la coupure dans un fluide diélectrique, caractérisée par le fait que l'interrupteur comprend deux cloches isolantes (2, 3) assemblées sur une cuve métallique (1) fixée sur une cloison divisant la cellule en deux parties, ladite cuve comportant à 11 intérieur un écran diélectrique (15) relié à la masse et situé entre les contacts en position d'ouverture, de telle sorte que lorsque le contact mobilc de l'interrupteur est en position d'ouverture, une personne pénétrant dans la partie hors tension de la cellule ne peut entrer en contact avec une pièce sous tension ni par contact direct, ni par l'effet d'une surtension provoquant un amorçage éventuel dans l'interrupteur. 2/ Cellule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le fluide diélectrique est un gaz de rigidité supérieure à celle de l'air. 3/ Cellule selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le fluide diélectrique est de l'hexafluorure de soufre. 4/ Cellule selon l'une des revendications I i 3, caractérisée par le fait que l'extinction de l'arc de coupure dans l'interrupteur s'effectue à l'aide d'un dispositif de coupure à autocompression du fluide diélectrique. 5/ Cellule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que l'ensemble de l'interrupteur, de de sa conmrandc et de ses accessoires constitue un ensemble indépendant, aisément démontable en cellule.