Brevet FR2352421A1 — publié le 19771216

L'invention est relative à un dispositif de connexion d'une barre conductrice d'un poste blindé à enveloppe étanche remplie de gaz isolant sous pression à haute rigidité diélectrique et comprenant - un organe de connexion assujetti à ladite barre et coopérant en position de connexion avec une page de contact d'un appareillage extérieur raccordé à engagement étanche avec ladite enveloppe du poste blindé ; - et un espace intermédiaire hermétique, rempli de fluide diélectrique, ménagé entre ladite enveloppe et ledit appareilla- ge pour le logement de l'organe de connexion. Selon un dispositif connu du genre mentionné, ltappareil- lage extérieur est constitué par un transformateur à traversée huile-huile, et à diélectrique liquide notamment de l'huile. Le fluide délectrique de remplissage de l'espace intermédiaire est le même liquide diélectrique que celui du transformateur, et sa pression en fonctionnement normal est égale à la pression atmosphérique. En cas de défaut d'étanchéité entre l'intérieur sous pression de l'enveloppe du poste blindé rempli de S F 6 et l'espace intermédiaire immergé dans le liquide isolant ncompres sible, le gaz isolant S F 6 pénètre dans ledit espace car sa pression est supérieure à celle du liquide. Le gaz s 'accumule dans la zone supérieure de l'espace intermédiaire et refoule l'excès d'huile vers un réservoir extérieur à organe déformable servant également de dispositif de compsensation de la dilatation thermique de l'huile de l'espace intermédiaire.Lorsque le volume interne de l'organe déformable du réservoir est réduit à zéro, la présence de gaz à l'intérieur de l'espace intermédiaire provoque l'accroissement de la pression mesurée au moyen d'un manomètre. On purge ensuite l'espace intermédiaire et il faut rajouter de huile en cas de besoin. Les inconvénients de ce dispositif sont nombreux - la dissolution du gaz S F 6 dans l'huile de l'espace intermédiaire provoque la formation de bulles ce qui diminue notablement la rigidité diélectrique de l'huile et augmente les risques de claquage au voisinage de champs électriques importants. Un éventuel amorçage dans 11 espace intermédiaire rempli de fluide incompressible serait trés dangereux et risquerait de met tre le feu à l'installation - la présence d'un milieu liquide isolant incompressible dans l'espace intermédiaire nécessite un dispositif de compensation de la dilatation thermique dudit liquide - l'accroissement de la pression dans l'espace intermédiaire dû au passage de gaz S F 6 dans l'huile dudit espace est détecté avec un certain retard empêchant une intervention rapide de l'exploitant. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de permettre la réalisation d'un dispositif de connexion étanche et fiable, agencé dans un espace intermédiaire à fluide isolant compressible ayant une rigidité diélectrique invariable, et équipé d'un système de détection de fuite à 8 réponse trés ra- pide. Le dispositif de connexion selon l'invention est caractérisé par le fait que ledit espace intermédiaire présente un volume trés petit par rapport à celui de l'enveloppe du poste blindé, et que le fluide diélectrique dudit espace est constitué par un gaz isolant ayant les mêmes caractéristiques diélectriques que celui contenu dans l'enveloppe. La pression p2 du gaz isolant de espace intermédiaire est voisine de celle de pl du gaz contenu dans ltenveloppe du poste blinde, et le milieu isolant de l'appareillage extérieur est soumis à une pression p3 inférieure aux pressions pl et p2. Selon une caractéristique de l'invention, un premier détecteur de fuite est associé audit espace intermédiaire et indique rapidement toute baisse de pression p2 due à une fuite de gaz de l'espace intermédiaire vers le milieu isolant de l'appareillage extérieur au poste blindé. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de connexion, muni d'un système d'étanchéité de l'espace intermédiaire, ménagé entre les brides des enveloppes du poste blindé et de l'appareillage, comporte un deuxième détecteur de fuite associé avantageusement au système d'étanchéité pour signaler toute fuite de gaz isolant de l'espace intermédiaire vers l'extérieur. Selon un développement de l'invention, un circuit d'interconnexion desdits premier et deuxième détecteurs de fuite est a gencé pour indiquer sélectivement la nature de la fuite du gaz de espace intenédaire, notamment interne vers le milieu isolant dj dr-es;lage à connecter ou externe vers le milieu extérieur. Un volume collecteur intercalé entre le deuxième détecteur de fuite et ledit système d'étanchéité de l'espace intermédiaire, recueille les Plates externe de gaz isolant mesurées par ledit deuxième détecteur. Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit espace intermédiaire de logement du dispositif de connexion est délimité d'une part par un in auteur tronconique servant à la fois de support des barres conductrices et de flasque de fermeture étanche de l'enveloppe du poste blindé, et vautres part par une paroi d'obturation de l'appareillSge extérieur solidaire de ladite plage de contact coopérant avec ledit organe de connexion. Selon une variante de réalisation, ledit espace intermédiaire de logement du dispositif de connexion est confiné par le volume interne creux de deux isolateurs montés en aboutement étanche par leurs bases adjacentes et servant de flasque de fermeture des enveloppes respectives du poste blindé et de l'appareillage extérieur. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre de deux modes de mise en oeuvre de l'invention donnéE à titre d'exemples non limitatifs et représentés au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe d'un dispositif de connexion étanche selon l'invention pour poste blindé haute tension - la figure 2 est une vue agrandie d'un détail de la figure 1 montrant les organes d'assemblage étanche des enveloppes - la figure 3 représente le schéma électrique du circuit d'interconnexion des détecteurs de fuite ; - la figure 4 est une vue analogue aa figure 1 et montre une variante de réalisation selon l'invention. Sur la figure 1, une enveloppe 10 tubulaire étanche d'un poste blindé à haute tension est remplie de gaz 12 isolant sous pression, à haute rigidité diélectrique, notamment de l'hexaflu- orure de soufre. Une barre 14 conductrice s'étend axialement à l'intérieur de l'enveloppe 10 obturée hermétiquement par un isolateur 16 tronconique creux servant à la fois de support à l'extrc'mté ibre de la barre 14, et de flasque de fermeture ménagé à la sortie du poste blindé.L'extrémité libre de la barre 14 comporte un organe de connexion 18, notamment un contact à tulipe à doigts élastiques, coopérant en position d'embrochage avec un conducteur 20 d'une traversée 22, à panier imprégné, solidaire de la cuve 24 d'un transformateur 26, à diélectrique liquide tel huile ou le rjyralène. Le transformateur 26 est monté en engagement étanche avec l'envelopne 10 du poste blindé par 1 intermédiaire d'un dispositif dEtanchéité et dune plaque 28 intercalaire assujettie à la cuve 24 de manière à ménager un espace 30 intermédiaire hermétique délimité par llflsiateur 16 creux et la cuve 24 du transformateur 26, et servant de logement au dispositif de connexion 18, 20. L'espace intermédiaire a un volume trés petit par rapport à celui de l'enveloppe 10 du poste blindé et est connecté à une ccnduite 32 extérieure munie d'une vanne 34 d'alimentation permettant le remplissage de l'espace 30 par un gaz isolant ayant les mêmes caractéristiques diélectriques que celui contenu dans l'enveloppe 10. Un premier détecteur de fuite 36, tel un manostat, branché sur la conduite 32, contrôle la pression D2 régnant à l'intérieur de l'esrace 30 intermédiaire, cette pression p2 étant voisine de la pression pl du gaz d'isolement dans l'envelonpe 10 du poste blindé, et est de l'ordre de rDlusieurs bars.Le diélectrique liquide contenu dans la cuve 24 du transformateur 26 est sensiblement à la pression atmosphérique p3 inférieure aux pressions pl et p2 du gaz. La traversée 2c est du type huile-àz, et comprend une portion inférieure immergée dans le diélectrique liquide du transformateur 26 souris à la pression p3, et une portion sunérieure agencée avec le disrcsitif de connexion 18; 20 dans l'espace intermédiaire 30 rempli de gaz isolant à la pression r2. La figure 2 montre en détail l'assemblage étanche de 'en- veloppe 10 du poste blindé sur la cuve 24 du transformateur 26. Le dispositif d'assemblage étanche est du type décrit dans la demande de brevet français N 7 526 959 de la demanderesse et comprend deux joints annulaires 38, 40 coaxiaux, menacés entre la base de ltisolateur 16 tronconique et la plaque 23 intercalaire, des moyens de fixation 42 assurant le serrage de l'ensemble. L'un des moyens 42 est traversé par un conduit 44 mis en communication avec la zone étanche, et relié par son extrémité opposée à un deuxième détecteur de fuite 46 par l'intermédiaire d'un volume collecteur 48. Ce détecteur 46 assure le contrôle de l'étanchéité de l'enveloppe 10 le long du plan de jonction des brides, et de l'état des joints 38, 40. Un circuit d'interconnexion (50, figure 3), associé aux premier 36 et deuxième 46 détecteurs de fuite, est agencé pour indiquer Sélectivement la nature de la fuite de gaz de l'espace intermédiaire 30, notamment interne vers le milieu diélectrique liquide du transformateur 26 ou externe vers le milieu extérieur. Le détecteur de fuite 36 comporte une paire de contacts 36a de signalisation reliés électriquement par le circuit d'interconnexion 50 à deux paires de contacts de signalisation 46a, 46b du détecteur de fuite 46, et à des voyants lumineux 52, 54 indicateurs de fuite agencés dans deux circuits A et B. Le circuit A comprend les contacts 35a, 46b et le voyant 54 ; le circuit B comporte les contacts 36a, 46a et le voyant 52, les contacts 46b et le voyant 54 étant intercalés dans une branche 56 connectée en parallèle à un point commun 60 d'une branche 58 du circuit B munie des contacts 46a et du voyant 52. Les contacts mobiles 46a et 46b du manostat 46 sont solidaires mécaniquement tel que la fermeture de l'un provoque ltouverture de ltautre. La mise en oeuvre du dispositif de connexion et le fonctionnement du dispositif de détection de fuite sont les suivants Après l'assemblage sur le lieu de chantier de l'enveloppe 10 du poste blindé et de la cuve 24 du transformateur 26, l'es- pace intebédiaire 30 étanche de logement du dispositif de connexion 18, 20 en position embrochée est rempli de gaz isolant notamment de S F 6, par la vanne 34 d'alimentation. Le manostat indique alors en fonctionnement normal étanche une pression p2 égale à celle pl du gaz d'isolement 12 du poste blindé. Le volume collecteur 48 de fuites externes est vide et le manostat 46 signale une pression p4 nulle. La pression p3 du diélectrique liquide du transformateur (environ pression atmosphérique) est inférieure aux pressions pl et p2.La paroi de 1*uve 24 est appro- priée pour résister à la différence des pressions p2 et p3 entre gaz S F 6 de l'espace intermédiaire 30 (3 bars en fonctionnement normal) et diélectrique liquide > alors que les surfaces externe et interne de l'isolateur 16 tronconique creux sont soumis un équilibre de pression p1 et p2. En cas de défaut d'étanchéité entre l'espace intermédiaire 30 sous pression et le transformateur, deux cas se présentent selon la nature de la fuite Si la fuite est interne, le gaz de l'espace 30 pénètre dans l'huile de la traversée du transformateur étant donné que p2 est supérieur à p3. Le manostat 36 ferme ses contacts de signalisation 36a après détection de la diminution de la pression p2, alors que les contacts 46b, 46a du manostat 46 restent respectivement en position de fermeture et d'ouverture, car s4 est nulle. Le voyant 54 de signalisation du circuit A indique trés rapidement la fuite interne constituée par le passage du gaz S F 6 dans l'huiNtaeraversée et du transformateur après dépassement d'un seuil S1 prédéterminé affiché en dessous de la pression p2. Si la fuite est externe, notamment en cas d'usure des joints 38, 40, le volume collecteur 48 initialement vide, recueille les gaz de fuite, l'augmentation de pression p4 correspondant à la diminution de p2. Le manostat dont le seuil S2 d'actionnement des contacts 46a, 46b est inférieur à celui SI du manostat 36, ferme en premier les contacts 46a provoquant ltouverture automatique des contacts 46b du circuit A. Après franchissement du seuil S1 de la pression p2 régnant dans l'espace 30, le manostat 36 ferme son contact 36a, et le voyant 52 du circuit B signale alors la fuite externe. Dans les deux cas, la détection de la fuite par diminution de la pression p2 est très rapide par suite du petit volume de l'espace intermédiaire 30 comparé à celui de l'enveloppe 10. Selon une variante de réalisation illustrée à la figure 4, l'espace intermédiaire 30 de logement du dispositif de connexion (18, 20) est confiné par le volume interne creux de deux isolateurs tronconiques 60, 62 montés en aboutement étanche par leurs bases adjacentes et servant respectivement de flasques de ferme ture à l'enveloppe 10 du poste blindé et à la cuve 24 de trans wermateur. Un raccord ondulé 64 métallique est interposé de ma nitre étanche entre les brides de l'enveloppe 10 et de la cuve 24 pour absorber les faibles dilatations de l'enveloppe 10 et pour faciliter le positionnement du transformateur 24 en position embrochée du dispositif de connexion 18, 2C. Le fonctionnement du dispositif de détection de fuite est identique à celui décrit précédemment. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques et électriques notamment celle dans laquelle le transformateur à diélectrique liquide et à traversée 22 étanche à papier imprégné d'huile serait remplacé par une traversée à isolement solide en plastique ou par tout autre appareillage extérieur tel une boîte dextrémi- té de câble à isolation solide ou liquide > ou celle dans laquelle trois barres triphasées 14 disposées en étoile sera * agencées dans l'enveloppe 10 du poste blindé. REVENDICATIONS 1. spvsqtif de eorXnexion d'une barre conductrice d'un poste blindé à enveloppe étanche remplie de gaz isolant sous pression à haute rigidité diélectrique et comprenant - un organe de connexion assujetti à ladite barre et coopérant en position de connexion avec une plage de contact d'un appareillage extérieur raccordé à engagement étanche avec ladite enveloppe du poste blindé - et un espace intérmédiaire hermétique, rempli de fluide diélectrique, ménagé entre ladite enveloppe et ledit appareillage pour le logement de l'organe de connexion caractérisé par le fait que ledit espace intermédiaire présente un volume très petit par rapport à celui de l'enveloppe du poste blindé, et que le fluide diélectrique dudit espace est constitué par un gaz isolant ayant les memes caractéristiques diélectriques que celui contenu dans l'enveloppe. 2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pression p2 du gaz isolant de l'est pace intermédiaire est voisine de celle pl du gaz de l'enveloppe du poste blindé, et que le milieu isolant de I'appareillage extérieur est snumis à une pression p3 inférieure auxdites pressions pl et p2. 3. Dispositif de connexion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu un premier détecteur de fuite est associé audit espace intermédiaire et indique rapidement toute baisse de pression p2 due à une fuite du gaz de l'espace intermédiaire vers le milieu isolant de l'appareillage extérieur au poste blindé. 4. Dispositif de connexion selon la revendication 1, 2 ou 3 comportant un système d'étanchéité de l'espace intermédiaire, agencé entre les brides des enveloppes du poste blindé ede l'ap pareillage, caractérisé par le fait qu'un deuxième détecteur de fuite est associé. audit système d'étanchéité pour indiquer toute fuite de gaz isolant de l'espace intermédiaire vers l'extérieur. 5. Dispositif de connexion selon les revendications 3 et 4 zaxrx caractérisé par le fait qu'un circuit d'interconnexion desdits premier et deuxième détecteurs de fuite est agencé pour indiquer sélectivement la nature de la fuite du gaz de l'espace intermédiaire, notamment interne vers le milieu isolant de l'appareillage à connecter ou externe vers le milieu exterieur. 6. Dispositif de connexion selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'un volume collecteur intercalé entre le deuxième détecteur de fuite et ledit système d'étanchéité de l'espace intermédiaire, recueille les fuites externes du gaz isolant mesurées par ledit deuxième détecteur. 7. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit espace intermédiaire de logement du dispositif de connexion est délimité d'une part par un isolateur tronconique servant à la fois de support des barres conductrices et de flasque de fermeture étanche de l'enveloppe du poste blindé, et d'autre part par une paroi d'obturation de l'appareillage extérieur solidaire de ladite plage de contact coopérant avec ledit organe de connexion. 8. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des re vendiations I à 6, caractérisé par le fait que ledit espace intermédiaire de logement du dispositif de connexion est confiné par le volume interne creux de deux isolateurs montés en aboutement étanche par leurs bass adjacentes et servant de flasque de fermeture des enveloppes respectives du poste Eindé et de l'appareillage extérieur. g. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit appareillage extérieur comprend un transformateur à diélectrique liquide et muni dsune traversée s'étendant dans ledit espace in tamédiaire rempli de gaz isolant à haute rigidité diélectrique. 10: Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 b 8, caractérisé par le fait que ledit appareillage extérieur est une botte d'extrémité de cible.