Brevet FR2290015A1 — publié le 19760528

Ia présente invention concerne un cowrmstateur pour changeur de prises en charge de transformateurs de réglage comportant une garniture de commutateur comportant les contacts à commande mécanique, cette garniture se logeant dans un récipient à huile, cylindrique, muni à sa partie supérieure d'une bride annulaire, la garniture de commutateur étant rapportée sur des organes en saillie intérieurs de la bride annulaire. De tels commutateurs, très largement répaadus, sont généralement réalisés sous forme de commutateurs à arc et c'est pourquoi la garniture de commutation doit comporter les accessoires nécessaires tels les r6- sistances de passage, des contacts aarc particuliers etc, l'ensemble étant placé dans une cuve à huile. Cette huile qui se trouve dans un orifice adéquat de la cuve du transformateur, est fermée par un couvercle à bride venant sur la bride de cette cuve à huile. L'entraînement du commutateur et du sélec- teur de prises se fait de façon classique par un arbre qui pénètre dans la bride annulaire et par une transmission prévue sur la bride annulaire. La présente invention a pour but de créer un commutateur du type ci-dessus pour le transformer en commutateur à thyristors, c'est-à-dire un commutateur dans lequel la commutation est assurée par des semiconducteurs commandés, branchés en anti-parallble, des contacts de décharge, à commande mécanique étant prévus en parallèle et en série sur les thyristors. Dens cette réalisation de lin- vent ion, il faut non aeulement pouvoir utiliser autant que possible les composants initiaux des commutateurs existants, mais en outre il faut pouvoir adapter les composante néoesai- res au commutateur à thyrlstors, pour pouvoir les monter à la manière d'un Jeu de construction sur les composante de base du commutateur existant.Le commutateur doit en outre être équipé selon une autre caractéristique de l'invention de façon à permettre le remplacement à tout moment des commutateurs à arc existants. Â cet effet, la présente invention concerne un commutateur du type ci-dessus, caractérisé en ce que la garniture de commutateur est montée par 1 'intermé- diaire de goujons permettant un coulissement axial limité, sur le cadre intermédiaire prévu sur la bride annulaire, dont le côté opposé à la garniture porte un chapeau de bottier comportant des éléments de commutation électroniques reliés aux contacts électriquement mécaniques à travers le cadre intermédiaire pour décharger électriquement les contacts à commande mécanique à travers le cadre intermédiaire. D'autres caractéristiques de l'invention sont énoncées dans les revendications. Dans le montage selon l'invention du chapeau de bottier et du cadre intermédiaire, on rencontre notamment la difficulté suivant laquelle l'appui de la garniture de commutateur sur les saillies de la bride annulaire et l'appui du cadre intermédiaire sur le bord supérieur de la bride annulaire doivent titre harmonisés en fonction des tol6- rances existantes. Le but est de supporter la garniture de commutateur compte tenu des modes de réalisation classiques des saillies sur la bride annulaire, la garniture de bottier pouvant néanmoins Outre rapportée directement avec le cadre intermédiaire et de façon étanche à l'huile, sur le bord supérieur de la bride annulaire. Les avantages résultant de l'invention résident notamment dans le fait que le commutateur selon l'invention peut remplacer complètement le commutateur classique. Cela est particulièrement important, car un commutateur à thyristors ne présente par exemple pas de perte électrique importante (il n'y a pas les résistances de passage classiques) et qu'en outre, il n'est pas nécessaire de déplacer des masses importantes et que les opérations de commutation se font sans arc électrique.Cela aboutit à un changeur de prises en charge ne demandant qu'un entretien très réduit pour une fréquence commutation très élevée, de sorte que l'intervalle entre les opérations d'entretien des transformateurs de réglage déjà en fonctionnement peut titre augmenté ai l'on remplace les commutateurs existants par les commutateurs selon l'invention. On a en outre l'avantage que les commutateurs classiques peuvent titre transformés de façon simple en un commutateur à thy ristors, en utilisant les composants de base du commutateur classique. En outre, il est avantageux que la garniture de commutateur puisse toujours Outre portée par les organes en saillie de la bride annulaire et que le chapeau de bottier con tenant les thyristors repose avec le cadre intermédiaire directement sur la bride annulaire. Les deux composants de base du commutateur selon l'invention, c'est-à-dire la garniture du commutateur et le chapeau ne sont pas reliés solidairement et peuvent titre séparés de façon simple, par exemple pour procéder à des travaux d'entretien. Malgré cela, la liaison entre la garniture du commutateur et le cadre intermédiaire est réalisée de façon que ces deux éléments puissent former un ensemble en vue du transport, de sorte que lors de la mise en place du changeur de prises en charge, copplet, il n'est en aucun cas nécessaire d'ouvrir cette liaison.La garniture du commutateur est suspendue avec un léger Jeu sur le cadre intermédiaire, de sorte que les conduites de liaison électriques provenant de la garniture du commutateur se terminent sur les contacts tar enfichage du cadre intermédiaire et ne soient soumises à aucune contrainte mécanique notable.Le cadre interrédirrre peut en outre servir également à séparer hermétiquement lthuile pour que la garniture de commutateur, ocras dans les commutateurs classiques, ionctionne toujours dans un bain d'huile alors que les thyristors placés dans le chapeau du bottier sont situés dans un volume d'air. Â cet effet, on prévoit une plaque de passage étanche à l'bnile sur le cadre intermédiaire. Cette plaque est munie de raccords par enfichage.Le cadre intermédiaire offre ainsi non seulement la possibilité de séparer les composants, mais assure en mOme temps une simplification du montage du fait que par exemple les conduites électriques provenant de la garniture du commutateur peuvent être amenées sur des bernes de branchement du cadre intermédiaire. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation d'un changeur de prises en charge selon l'invention, représenté en coupe dans l'unique figure annexée. CdSbe cela ressort de la figure, le commutateur selon l'invention se compose essentiellement en premier lieu dtune garniture de commutateur 1, logée dans un boiter cylindrique 2, d'une bride annulaire 3, reliée au boftier cylindrique 2 et qui contient le moyen d'entrafnemsnt 4 pour la-garniture de oommutateur directament logée dans un orifice correspondant de la cuve de transformateur 5 non re présentée en détail, en second lieu d'un cadre intermédiaire 6 rapporté sur la bride annulaire et en troisième lieu d'un chapeau de bottier 7 à double paroi qui contient les commutateurs électroniques 8 ainsi que l'alimentation en courant 81. Sous le bottier cylindrique 2 du commutateur selon l'invention, se trouve de façon classique un changeur de prises en charge 9 qui est placé librement dans le volume 10 du transformateur et qui est entraîné de façon non représentée en même temps que la partie mécanique de la garniture 1 du commutateur. La caractéristique du commutateur selon l'invention réside dans le fait que sa garniture 1 est formée de composants d'un commutateur classique, c'està-dire d'un commutateur à arc, et en ce que la partie qui contient les éléments de commutation électroniques 8 est réalisée sous forme de chapeau de bottier 7 auxiliaire, si bien que le nouveau commutateur et sa partie pénétrant dans la cuve 5 du transformateur concordent avec le commutateur à arc classique. Le bottier cylindrique 2 reste pratiquement inchangé par rapport aux commutateurs connus t il en est de méme de la bride annulaire 3 et de ses moyens d'entraînement 4. La garniture de commutateur t est réalisée de façon plus légère que le commutateur à arc classique, puisque l'ensemble de contacts il non représenté en détail ne commute pratiquement pas de puissance. De plus à la place des résistances de passage classiques, la garniture de commutateur selon l'invention comporte des contacts de commande supplémentaires 12 qui sont entraînés en mOrne temps que l'ensemble de contacts il et qui servent lors de la commutation, pour provoquer l'allumage des commutateurs électroniques 8. Comme la garniture de commutateur 1 des commutateurs classiques est rapportée de façon générale sur des organes en saillie 13 de la bride annulaire 3, ces moyens doivent Outre repris pour permettre le remplacement.On a de ce fait rencontré une difficulté pour rapporter le cadre intermédiaire 6 ainsi que le chapeau de bottier 7 directement et de façon étanche à l'huile sur la bride annulaire 3, car dans les commutateurs classiques, l'orifice supérieur de la bride annulaire 3 est seulement fermé par un couvercle à bride. Dans le commutateur selon l'invention, il fallait pour cette raison éviter une liaison rigide entre la garniture de commutateur 1 et le cadre inter médiaire 6. Sn effet, avec une telle liaison rigide, pour des raisons de tolérances mécaniques, la seule bride supérieure de la bride annulaire 3 aurait supporté l'ensemble du commutateur. Par ailleurs, la liaison entre la garniture de commutateur 1 et le chapeau de bottier 7 devait Outre aussi solide que possible afin que le commutateur forme un seul ensemble pour le transport. Pour résoudre ce problème, on a suspendu la garniture de commutateur 1 sur le cadre intermédiaire 6 en laissant un certain coulissement axial. la garniture de commutateur 1 est reliée au cadre intermédiaire 6 par des goujons 14. Les goujons 14 permettent la translation axiale limitée de la garniture de commutateur 1 par rapport au cadre intermédiaire 6 du fait que ces goujons peuvent glisser dans les deux sens dans des perçages correspondants du cadre intermédiaire 6. Pour bloquer la liaison entre le cadre intermédiaire et la garniture de commutateur, les goujons 14 sont munis de ressorts de pression 15. Iars de leestraction de l'en- semble du commutateur hors du bottier cylindrique 2 et de la bride annulaire 3, la garniture de commutateur 1 est suspendue au cadre intermédiaire 6 par des goujons 14. Par contre, lorsque le commutateur est en place, les goujons 14 sont déchargés, car la garniture de commutation 1 s'appuie directement sur les saillies 13 de la bride annulaire. Pour compenser les tolérances, les ressorts de pression 15 se compriment de façon di! rente. oomme cela ressort en outre de la figure, le cadre intermédiaire 6 sert à séparer la partie mécanique et la partie électronique du commutateur.Pour cela, le commutatear est muni d'une plaque de passage 16 qui est fixée de façon étanche à l'huile sur le cadre intermédiaire 6, c'eat-irdire que la plaque de passage 6 délimite dans le commutateur selon l'invention, la partie mécanique travaillant dans l'huile et la partie électronique travaillant dans l'air. Pour permettre un accus distinct en vue de l'entretien de la partie électronique se trouvant dans le chapeau de bottier 7, ce chapeau 7 est amovible isolément et les composants électroniques 8 sont reliés à la partie mécanique par des contacts à enfichage 17. Pour simplifier le montage, on a prévu des longerons de montage 18 sur le cadre intermédiaire 6. Ces longerons portent les raccords inférieurs 19 des contacts par enfichage 17. les conduites de liaison 20 partent des raccords inférieurs 19 et vont vers des raccords correspondants 21 de la garniture de commutation. Les conduites de liaison 20 traversent la chambre des moyens d'entraînement 4 par des passages 27. Les raccords 21 sont reliés à l'ensem- ble des contacts Il par d'autres conducteurs 22. Le chapeau de bottier 7 qui contient les commutateurs électroniques 8 présente une double paroi pour assurer une meilleure isolation thermique. Ce chapeau comporte en outre des orifices dlaéra- tion 23, prévus de façon décalée pour l'aération intérieure. le volume 24 compris entre les deux parois du chapeau est relié à l'intérieur 26 du chapeau 7 par des filtres à air 25. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS j o) Commutateur pour changeur de prises en charge de transformateurs de réglage comportant une garniture de commutateur comportant les contacts à commande mécanique, cette garniture se logeant dans un récipient à huile, cylindrique, muni à Sa partie supérieure dcune bride annulaire, la garniture de commutateur étant rapportée sur des organes en saillie intérieure de la bride annulaire, com- mutateur caractérisé en ce que la garniture de commutateur (1) est montée par i 'intermédiaire de goujons (14) permettant un coulissement axial limité, sur le cadre intermédiaire (6) prévu sur la bride annulaire (3), dont le coté opposé à la garniture porte un chapeau de boîtier (7) comportant des éléments de commutation électroniques (8) reliés aux contacts dlectrique- ment mécaniques à travers le cadre intermédiaire pour décharger électriquement les contacts (11) à commande mécanique à travers le cadre intermédiaire. 2 ) Cammutateur selon la revendication i, caractérisé en ce qu'une plaque de passage (16), étanche à l'huile est prévue entre le chapeau de bottier (7) et le cadre intermédiaire (6) en étant reliée à ce dernier, cette plaque comportant des contacts par enfichage (1 7), reliés aux lignes de liaison (20) allant vers les contacts mécaniques (1 t), et dans lesquels eont enfichés les éléments de commutation électroniques (8) réunie gon un groupe constructif. 3.) Commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le cadre intermédiaire comporte plusieurs longerons de montage (9) pour la fixation de raccords électriques (19) et pour la fixation des contacts par enfichage (17). 4 ) Commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chapeau de bottier est à double paroi et comporte des orifices d'aération (23) prévus de façon décalée.