Brevet FR2335936A1 — publié le 19770715

L'invention se rapporte a un disjoncteur de puissance triphasé, blindé, à isolation gazeuse par de l'hexafluorure de soufre SF6, destiné à des tensions moyennes et hautes tensions et dont chaque pôle se trouve à un sommet d'un triangle. Les disjoncteurs de puissance a blindage métallique et remplissage par un isolant gazeux consistant en SF6, ce gaz étant destiné au refroidissement et à l'extinction de l'arc provoqué par une commutation, soulèvent le problème de la décomposition du SF6 à chaque commutation,avec formation de produits de décomposition qui sont d'une part gazeux et d'autre part solides. Les produits de décomposition qui sont gazeux et très toxiques se recombinent en général partiellement, tandis que les produits solides et pulvérulents de décomposition se déposent lentement.L'élimination des produits de décomposition par filtrage est relativement simple dans un disjoncteur dit bipression, qui comprend un réservoir haute pression et un réservoir basse pression, le gaz haute pression parvenant dans la chambre basse pression par l'ajutage du disjoncteur lors d'une commutation; un compresseur aspire le gaz dans la chambre basse pression pour le remettre sous haute pression et un filtre dit dynamique, qui est balayé par le gaz souillé et qui alors absorbe les produits de décomposition, est monté entre la chambre basse pression et le compresseur. Cette circulation gazeuse à travers un filtre dynamique n'e-st pas possible dans les disjoncteurs dits monopression, dans lesquels un piston de soufflage est actionné pour provoquer le courant gazeux d'extinction de l'arc; il faut donc prévoir au moins un filtre statique dans lequel les produits de décomposition diffusent en étant adsorbés par la matière filtrante. Les disjoncteurs de puissance blindés monophasés posent en ltoccurence relativement peu de problèmes, car les produits solides pulvérulents retombent et le mode de construction de ces disjoncteurs est tel que ces produits se rassemblent en général en un emplacement auquel aucune diminution des propriétés d'isolation n'est à craindre. Mais il en va différemment dans les disjoncteurs de puissance blindés triphasés. En effet, dans ceux-ci, et en particulier lorsqu'ils sont en position horizontale, les produits pulvérulents de décomposition risquent de se rassembler en certains endroits entre les pôles et le gaz d'extinction ou plasma qui est soufflé lors des coupures les fait tourbillonner en les soulevant de ces emplacements, de sorte que ces produits pulvérulents s'allient aux produits gazeux de décomposition pour abaisser les qualités d'isolation du disjoncteur. L'invention a pour objet un disjoncteur de puissance blindé, triphasé, du type mentionné, à isolation gazeuse au SF6 et dans lequel les risques mentionnés sont réduits. Selon une particularité essentielle de l'invention, un filtre de retenue des produits de décomposition dégagés pendant les commutation est disposé parallèlement à l'axe du disjoncteur à l'intérieur du triangle formé par les trois pâles. Cette disposition offre deux avantages particuliers: d'une part, elle simplifie la disposition du filtre à l'intérieur du blindage du disjoncteur et d'autre part le filtre et les surfaces d'appui correspondantes non perforées font en sorte d'interdire à une chasse de plasma de shunter deux phases1 c'est-à-dire de provoquer un court-circuit ou une décharge disruptive lors d'une commutation. De plus, la mise en oeuvre de matériaux métalliques a pour effet que le champ est approximativement coaxial autour des différents poles. Le diamètre du blindage en est certes en dernier ressort augmenté dans une certaine proportion; mais les avantages obtenus compensent largement cette augmentation de dimension. L'invention sera décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard du dessin annexé sur lequel: la figure l est une coupe longitudinale schématique d'un disjoncteur de puissance selon l'invention; et la figure 2 est une coupe transversale schématique selon la ligne A-A de la figure 1. Un disjoncteur de puissance tripolaire 1 se trouve dans un blindage 3 fermé aux extrémités par un plateau de manoeuvre à commande 2 et par un couvercle 4. Les lignes électriques d'arrivée et de départ portent les références 5 et A, les références 5a, b, c désignant les conducteurs internes de la ligne 5 et les références 6a, b, c désignant les conducteurs internes de la ligne 6 En mode d'exécution triphasé, chacune des lignes 5 et 6 renferme au total trois conducteurs 5a, b, c ainsi que 6a, b, c. Un disjoncteur de puissance tripolaire disposé à l'intérieur du blindage comprend trois piles tels que représentes sur la figure 2 et portant les références numériques 7, 8 et 9. Chacun de ces pales se trouve à un sommet d'un triangle. Un filtre 10 placé au milieu entre les trois ples 7, 8 et 9 et orienté parallèlement à l'axe de ces derniers a une section triangulaire dont les côtés sont concaves. Les surfaces latérales sont formées de plaques perforées 11 dont les bords sont réunis par exemple par soudage ou collage. La matière filtrante 12 consistant par exemple en alumine A1203 est disposée à l'intérieur du volume délimité par les plaques perforées 11. Cette matière filtrante est placée dans des petits sacs entre les plaques perforées ll afin qu'elle ne tombe pas par les trous. Le filtre portant la référence générale 10 comprend des surfaces d'appui 13, 14 et 15 prolongées au delà des arêtes du triangle et atteignant le blindage. Des filtres complémentaires 16 également enveloppés par des plaques perforées 17 sont disposés aux extrémités, c'est-à-dire aux lieux d'application des surfaces d'appui 13, 14 et 15 contre la surface interne du blindage 3. La distance entre la surface extérieure des pôles 7 et 9 et le filtre, c'est-à-dire ses surfaces d'appui, ainsi que la distance séparant les pâles correspond aux cotes calculées en fonction des critères exigés de résistance électrique et de capacité thermique. Les surfaces d'appui 13, 14 et 15 ainsi que le filtre 10 doivent présenter des passages de dimensions correspondantes dans les zones des conducteurs d'arrivée et de départ 5a, b, c et 6a, b, c. Dans le mode de réalisation tel que représenté sur la figure 1, le filtre se trouve essentiellement dans la zone de l'isolateur support 18 et dans celle qui est comprise entre les deux lignes d'arrivée et de départ, mais une construction dans laquelle ce filtre parvient dans le volume voisin du couvercle 4 est aussi possible. Les surfaces latérales de chaque filtre et les surfaces d'appui sont de préférence exclusivement en matériau métallique ou exclusivement en matériau isolant. Le filtre est statique. I1 est destiné à retenir les produits de décomposition, ceux-ci étant des composés de fluor et de soufre, du fer, du cuivre, du carbone ou de l'aluminium. La matière filtrante adsorbe les produits gazeux de décomposition dont certains sont extrêmement toxiques et qui ne se recombinent qu'en partie, c'est-à-dire que ces produits se fixent sur la surface des substances actives de la matière filtrante. Les produits solides de décomposition, qui se présentent en général sous forme d'une poudre blanche corrosive et de plus qui sont fortement hygroscopiques peuvent aussi être fixés lorsque le courant gazeux les balaye et les amène sur la matière filtrante. La fixation des produits de décomposition empêche la diminution des qualités d'isolation et d'extinction du SF6 gazeux et donc améliore la capacité du disjoncteur de puissance. De plus, le filtre abaisse fortement la gêne provoquée par le bruit et améliore les conditions de salubrité dans lesquelles le personnel travaille lors des révisions. Le filtre assume non seulement une fonction d'épuration du SF6 gazeux souillé. Comme le montre la figure 2, chaque pôle 7, 8 et 9 se trouve dans un blindage qui, dans la représentation du dessin, est ovale ou elliptique et qui se compose des surfaces d'appui et des plaques perforées du filtre et des filtres complémentaires; le rapport du grand axe au petit axe d'une ellipse dans laquelle se trouve une chambre de commutation peut avantageusement être compris entre 1 et 2; cette disposition a l'avantage notable que le filtre, les tôles d'appui et les filtres complémentaires forment uniquement écran pour la circulation entre les orifices d'échappement des chambres de commutation 7, 8, 9, de sorte que la chasse de gaz chauds ou de plasma produite dans les chambres de commutation ne peut pas provoquer un shuntage de deux phases ou de toutes les trois phases lors d'une commutation de puissance. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur de puissance triphasé, blindé, à isolation gazeuse de SF6, destiné à des tensions moyennes et hautes tensions et dans lequel les différents pôles se trouvent au sommet d'un triangle, caractérisé en ce qu'un filtre de retenue des produits de décomposition provenant des commutations est disposé à l'intérieur du triangle formé par les pâles, parallèlement à l'axe du disjoncteur. 2. Disjoncteur de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre a une section triangulaire dont les côtés sont incurvés vers l'intérieur, c'est-à-dire sont concaves, et des surfaces d'appui prolongeant les surfaces latérales des côtés du triangle au delà des angles parviennent jusqu'à la surface interne du blindage. 3. Disjoncteur de puissance selon la revendication 2, caractérisé en ce que d'autres filtres sont disposés de part et d'autre desdites surfaces d'appui, au voisinage du blindage. 4. Disjoncteur de puissance selon les revendications 1 à 3 prises ensemble, caractérisé en ce que le filtre, les surfaces d'appui, les autres filtres et le blindage extérieur sont disposés de manière à former trois espaces dont la section est approximativement elliptique, le rapport du grand axe au petit étant compris entre 1 et 2 et une chambre de commutation se trouvant dans chacun de ces trois espaces. 5. Disjoncteur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les surfaces latérales de chaque filtre sont constituées de plaques perforées du côté intérieur desquelles est placée une matière filtrante de type connu, par exemple de l'alumine. 6. Disjoncteur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les surfaces latérales de chaque filtre et les surfaces d'appui sont réalisées exclusivement en matériau métallique ou exclusivement en matériau isolant. 7. Disjoncteur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ouvertures d'échappement des chambres de commutation sont situés dans la zone du filtre et des surfaces d'appui de telle manière que les chasses de gaz chauds et de plasma ne puissent pas provoquer un shuntage thermique, c'est-à-dire une décharge disruptive entre les différentes phases.