Brevet FR2335935A1 — publié le 19770715

L'invention concerne une installation de commutation haute tension sous blindage métallique étanche, remplie d'un gaz d'isolation, notamment EF6. En utilisant des gaz électronégatifs, on expioiLe ses ins- tallations seulement avec des surpressions de gaz isolant faibles, atteignant à peu près 1 atmosphbre. Ceci présente de nombreux avantages et entre autres, d'éliminer les problèmes de condensation pour le gaz isolant. Par ailleurs, le rapport choisi entre la pression intérieure de l'installation de commutation et la pression dans l'environne- ment de cette installation, peut se modifier de façon importante, par exemple par des élévations ou des abaissements de température. Dans les installations connues existantes, on tient compte de ces influences en faisant choix pour le carter de l'installation de comimitation, d'une résistance mécanique largement supérieure à celle exigée par la contrainte s'exerçant en fonctionnement normal0 Il en résulte toutefois, des carters conteur, massifs et lourds. La demande allemande 2 127 056 emprunte une autre voie. Elle prévoit, lors d'un accroissement de la pression à l'intérieur de l' installation dépassant la valeur maximale de fonctionnement admissi ble, de laisser le gaz isolant s'échapper ou de le pomper dans un réservoir séparé, puis de le ramener à partir de là à l'installa~ tion lorsque la pression tombe au-dessous de la valeur de fonctionnement. Ce procédé connu ne tient pas compte, toutefois, de la contrainte subie par la paroi du blindage et qui résulte d'un accroissement de pression dans l'environnement de l'installation de nommu- tation et/ou d'un refroidissement du gaz isolant lui-meme. Egalement, du fait de l'échappement du gaz isolant, la concentration de ce gaz, importante pour la capacité d'isolation, se trouve diminuée. Enfin, le réservoir supplémentaire nécessaire est cofteux et la pompe, avec ses pièces mobiles, est sujette è défaillances. Le but de l'invention est de réaliser une disposition pour une installation de commutation du type initialement décrit, qui empochez dans tous les cas, par des procédés et d'une façon économique, le blindage de l'installation de commutation d'être soumis à des contraintes de pression s'écartant de celles prévues en fonctionnement normal. Dans ce but, l'invention est caractérisée en ce que le rapport de pression choisi entre ltintérieur de l'installation de commutation et l'environnement de cette installation, est maintenu à peu près constant au moyen d'un échangeur de chaleur pour le gaz isolant0 L'dchangeur de température qui peut refroidir ou réchauffer le gaz isolant, ne nécessite aucune pièce mobile et est peu sujet à des défaillances. Grâce à lui, il est possible d'éviter également le cas où une pression trop élevée agit sur la face externe de l'installation. Comme l'échangeur de chaleur peut aussi, en meme temps, évacuer les pertes calorifiques de l'installation de commutation, des modes de construction plus petits et plue économiques sont rendus possibles. L'échangeur de chaleur sera avantageusement commandé par un organe de surveillance de la pression, de façon telle que lors du dépassement d'un écart de pression préréglé entre l'intérieur de l'installation de commutation et l'environnement extérieur du blindage de l'installation, l'échangeur de chaleur soit mis en oeuvre pour refroidir le gaz isolant et, dans le cas d'un écart déterminé dans le sens opposé, pour réchauffer ce gaz. Dans le cas d'une perturbation dûe à une fuite, il est prévu un contrôleur de température qui, pour une température supérieure limite déterminée, déclenche une alimentation complémentaire en gaz isolant. De ce fait, un échauffement supplémentaire inutile du gaz est évité. La réaction du contrôleur de température b des intervalles trop rapprochés ou bien un remplissage complémentaire fourni en trop grande quantité, peut déclencher un signal d'alarme. La vanne de remplissage complémentaire est déclenchée par l'organe de sur veillance de la pression, lorsqu'une pression suffisante a été rAta~ blie dans l'installation. D'échangeur de chaleur peut Outre mis en oeuvre sous diffé- rentes formes de réalisation à l'intérieur ou à lextdrieur de 1'installation de commutation. il peut ainsi, par exemple, agir direc- tement par l'intermédiaire du blindage de 1' installation sur le gaz isolant et Btre réalisé au moyen d'éléments Peltier ou de pompes à chaleur. Un écart de température existant dans l'installation peut être utilisé pour un brassage du gaz isolant par effet de thermosiphon, grâce à quoi le gaz qui s'écoule ainsi est refroidi ou réchauffé. L'application de l'invention est particulièrement indiquée aussi dans le cas d'instillation de commutation constituée de cellules distinctes. De telles cellules contiennent habituellement un commutateur de puissance, un séparateur, un convertisseur, un com imitateur de terre etc... dans un carter en tôle mis à la terre et les entourant à la façon d'un container. Mais l'invention s'applique tout aussi bien pour les installations de commutation connues sous blindage métallique dont les parties conductrices de la haute ten- sion sont montées concentriquement sur des supports isolants dans des blindages tubulaires. L'invention n'est pas limitée aux installations de commatation avec surpression de gaz isolant. Elle s'applique également aux installations avec égalité de pression ou faible dépression du gaz isolant. De même, elle n'est pas limitée à une tension supérieure limite déterminée ou à un gaz isolant déterminé. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté schématiquememt dans la figure unique annexés. Une installation de comautation pour haute tension est re- férencée Z. I1 lui est associé un échangeur de chaleur extérieur WT, relié par l'intermédiaire des canalisation tubulaires 1, 2 avec 1'installation Z, et à travers lequel le gaz isolant est canalisé en vue de son réchauffement ou de son refroidissement. Le ionctionne- ment de l'échangeur de chaleur est commandé par un contrôleur de pression P, et ceci de façon telle qu'un rapport de pression ddter- miné soit maintenu entre l'intérieur de l'installation de coinnita- tion et l'atiosphere externe. ai, par suite d'une fuite, la pression de l'installation de co=rutation fonctionnant en stirpression tombe, le contrdleur de pression P provoque un réchauffement du gaz isolant. Si la pression ne peut outre rétablie par l'échauffement, alors, pour une température supérieure limite déterminés, un contrôleur de température T ouvre la Tanne d'alimentation complémentaire 3, et un remplissage complémentaire de gaz isolant a' effeotue à partir de la canalisation 4. Si la pression souhaitée est ainsi rétablie, la vanne d'alimentation complémentaire 3 est coupée par le contrôleur de pression P. Â partir d'une quantité de remplissage complémentaire ddtermi- née ou bien pour dea intervalles de remplissage complémentaire. trop courts, il y a déclenchement de l'émetteur d'alarme 5, qui peut, également, provoquer an déclenchement de l'installation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pour- ra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'inventions R VEND I CÂT ION S 1.- Installation de commutation haute tension sous blindage métallique étanche, remplie d'un gaz d'isolation, notamment installation caractérisée en ce que le rapport de pression choisi entre l'intérieur de l'installation de commutation (W) et l'environ, nement de cette installation, est maintenu à peu près constant au moyen d'un échangeur de chaleur (vit) pour le gaz isolant0 2.- Installation selon la revendication 1, earaotérisée en ce qu'il lui est associé un contrôleur de température (T) pour le gaz de commutation, qui, lorsqu'une température litote supérieure est dépassée, provoque un complément de remplissage de l'itstalla- tion de commutation (Z) avec du gaz isolant. 3.- Installation selon la revendication 2, caractérisée parut émetteur d'alarme (5) qui est déclenché par la quantité complémentaire de remplissage et/ou par des intervalles de remplissage complémentaires trop courts. 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par un échangeur de chaleur extérieur (WT), relié avec l'installation (z) par des canalisations tubulaires (I, 2). 5.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (WT) agit directement sur la paroi du blindage de l'installation (Z) et reiroi- dit ou réchauffe celle-ci. 6.- Installation, selon la revendication 5, caractérisée en ce que lors d'une intervention de l'échangeur de chaleur ("T), il y a brassage du gaz isolant dans l'installation (Z). 7.- Installation, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'échange de chaleur s'opère au moins partiellement par thermosiphon. 8.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, comme échangeur de chaleur (WT), on utilise une pompe à chaleur combinée pour le refroidissement et le chauffage. 9.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (W!) est constitué par des éléments Peltier. 10.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle s'applique à une installation de commutation (Z) constituée de plusieurs cellules fermées, branchées en série en ce qui concerne l'alimentation en gaz isolant 11.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle s'applique à des installations de commutation (Z), dont les pièces conductrices de la haute tension, sont montées centralement dans un montage tubulaire mis à la terre. 12.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à il, caractérisée en ce qu'os utilise des pressions de gaz isolant atteignant 1 atmosphère. 13.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (wT) est commandé par un contrôleur de pression ().