Brevet FR2426993A1 — publié le 19791221

L'invention est relative à une barrière de séparation d'une cellule d'appareillage électrique à haute tension. Dans les postes à haute tension, on dispose généralement d'un jeu de barres placé en amont de cellules comportant en aval des arrivées ou des départs. Chacune de ces cellules, qu'elle soit de type classique ou préfabriqué, comporte habituellement un ensemble d'appareillages, comme par exemple des disjoncteurs et appareils de protection et de mesure, reliés au jeu de barres par l'intermédiaire de sectionneurs. Pour satisfaire à des normes de sécurité du personnel d'exploitation, de tels sectionneurs doivent être à coupure visible et des dispositifs de mise hors de portée de pièces sous tension doivent être interposés entre le personnel appelé à intervenir et les pièces demeurant sous tension. D'autre part, pour d'autres impératifs d'exploitation, il est souhaitable d'empêcher qu'un amorçage apparu en aval d'une cellule ait des répercussions fâcheuses sur l'appareillage disposé en amont, ainsi que sur le jeu de barres desservant l'ensemble des cellules. Il en résulte la nécessité de prévoir des barrières de séparation entre le compartiment amont et le compartiment aval d'une cellule.De telles barrières impliquent la présence de bornes de traversée et de distances d'isolement notables, toutes dispositions contraignantes lorsque l'encombrement d'une cellule est limité, comme c'est notamment le cas dans des installations du type préfabriqué. L'invention a pour but un ensemble de dispositions permettant de réaliser une barrière de séparation dans une cellule à haute tension avec un encombrement réduit. L'invention a pour objet une barrière de séparation entre deux compartiments d'une cellule électrique d'appareillage à haute tension, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part au moins un écran isolant fixe et d'autre part un écran réalisé par un organe fonctionnel moulé en un bloc de matière isolante et présentant dans chaque compartiment une borne haute tension de liaison à l'appareillage du compartiment dans lequel elle est disposée. Selon un mode de réalisation de l'invention l'organe fonctionnel est relié d'un côté à un sectionneur comportant un couteau à simple sectionnement. Selon un autre mode de réalisation l'organe fonctionnel est un sectionneur rotatif à double sectionnement. Selon une caractéristique l'organe fonctionnel est monté sur le sectionneur et le couteau du sectionneur est englobé dans le même bloc de matière isolante. L'organe fonctionnel peut aussi être disposé entre les bornes du sectionneur dont il constitue ltélément conducteur du couteau. Selon une autre caractéristique l'organe fonctionnel est un réducteur de mesure, et il peut aussi être du type débrochable. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description dans les divers modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemple et illustrés dans les dessins annexes. La figure 1 est une vue schématique de face d'une cellule à barrière de séparation selon l'invention, comportant un sectionneur rotatif, en position d'ouverture. La figure 2 est une vue de la cellule selon la figure 1 en position de fermeture du sectionneur. La figure 3 est une vue schématique en coupe suivant III-III, de la cellule selon la figure 1. La figure 4 est une vue schématique de face d'une variante de cellule à barrière de séparation selon l'invention comportant un sectionneur à simple sectionnement, en position d'ouverture. La figure 5 est une vue de la cellule selon la figure 4 en position de fermeture du sectionneur. La figure 6 est une vue schématique en coupe suivant IV-IV de la cellule selon la figure 5. Dans la figure 1 à 3, on a représenté une cellule d'appareillage électrique à haute tension comportant à l'intérieur d'une ossature métallique 1 un compartiment supérieur 71 et un compartiment inférieur 12. Le compartiment supérieur 17 comporte un jeu de barres 2 tripolaire suspendu au plafond par l'intermédiaire d'isolateurs 21. Ce jeu de barres comporte des dérivations verticales dont l'extrémité est constituée par des bornes fixe 31 d'un sectionnaire rotatif 3 articulé autour d'un axe horizontal 30 commandé par une manivelle 15 accessible depuis l'extérieur de la cellule. Le compartiment inférieur 12 comporte un disjoncteur tripolaire à haute tension 20 relié en amont à un second jeu de bornes fixes 32 du sectionneur rotatif 3 et en aval à un câble de départ 22.Ce disjoncteur est fixé aux parois de la cellule par des moyens classiques et non représentés. Le sectionneur rotatif 3 comporte pour chaque pôle une borne mobile supérieure 33 et une borne mobile inférieure 34. Chacune de ces bornes mobiles est munie d'un jeu de pinces de contact 35, 36 et les bornes mobiles 33, 34 d'un même pale sont reliées entre elles par le circuit primaire 41 d'un réducteur de mesure 4, constitué par un transformateur de courant comportant un circuit magnétique schématisé en 43, un circuit secondaire schématisé en 42 et des bornes de sortie 44, 45 du circuit secondaire 42. Pour chacun des pôles du sectionneur rotatif l'ensemble du circuit primaire, du circuit magnétique et du circuit secondaire sont noyés dans un même bloc de matière isolante 5. Chacun des blocs 5 est fixé sur le fond 61 d'un berceau 6 dont les tourillons 60, montés au travers de paliers 13 solidaires des parois de la cellule, constituent l'axe de rotation du sectionneur. Chaque bloc 5 de matière isolante affecte ainsi la forme d'un T ayant un bras supérieur 51 et un bras inférieur 52, dont seules émergent les bornes mobiles supérieure 33 et inférieure 34 du sectionneur rotatif. De la base 50 du bloc en matière isolante émergent les bornes de sortie 44, 45 du circuit secondaire. La matière isolante constitutive de chaque bloc peut, par exemple, être une résine synthétique. Les bornes de sortie secondaire 44, 45 du transformateur de courant sont raccordées par des conducteurs 46 fixés sur le bloc isolant 5 le long du berceau 6 et aboutissant à une première boite de connexion 47 reliée par des connexions souples 48 à une deuxième bote de connexion 49 fixée sur l'ossature 1 de la cellule. En position de fermeture du sectionneur, représentée dans la figure 2, pour chacun des pôles, la borne mobile supérieure 33 est reliée à la borne fixe supérieure 31 par le jeu de pinces de contact 35, tandis que la borne mobile inférieure 34 est reliée à la borne fixe inférieure 32 par le jeu de pinces de contact 36.Dans cette position les compartiments supérieur 11 et inférieur 12 de la cellule sont séparés entre eux par une barière constituée, d'un côté par un premier écran isolant fixe 71 assujetti à la paroi de la cellule au-dessus de l'axe de rotation 30 du sectionneur et s'étendant jusqu'au bras 51 du bloc de matière isolante 5, de l'autre côté par un deuxième écran isolant fixe 72 assujetti à la paroi opposée au-dessous de l'axe de rotation 30 du sectionneur et s'étendant jusqu'au niveau du bloc de matière isolante 5 en deçà du fond 61 du berceau rotatif 6, et entre ces écrans par le bloc de matière isolante 5 lui-même, et plus particulièrement par sa base 50 disposée horizontalement et par la partie de ses bras 51, 52 avoisinant l'axe de rotation, ces bras étant disposés verticalement, le sectionneur reliant ainsi les bornes fixes supérieure 31 et inférieure 32. En position d'ouverture du sectionneur, représentée dans la figure 1, les bras 51 et 52 du bloc de matière isolante sont horizontaux et la borne mobile inférieure 34 est reliée à une borne fixe 14 de mise à la terre solidaire de l'ossature 1 de la cellule par l'intermédiaire du jeu de pinces de contact 36. Dans cette position le bras 52 du bloc 5 portant la borne mobile inférieure 34 est disposé contre la partie inférieure du premier écran fixe 71 et la partie inférieure de l'autre bras 51 portant la borne mobile supérieure 33 est disposée légèrement au-dessus du niveau du deuxième écran fixe 72.La barrière de séparation entre les compartiments supérieur 11 et inférieur t2 est constituée d'une part, comme précédemment, par les deux écrans fixes 71 et 72 et d'autre part par le bloc de matière isolante 5, et plus particulièrement par les bras horizontaux 51 et 52. Toutefois, les espaces libres entre le deuxième écran fixe 72 et le dessous du bras 51 disposé en regard est comblé par un écran mobile isolant et complémentaire 73 fixé sous ce bras. Cet écran comporte > entre les pôles ainsi qu'entre- les bras du berceau 6 et les pôles d'extrémité en regard7 des prolongements 76 se raccordant au premier écran 71. Une telle barrière de séparation permet non seulement d'assurer la mise hors de portée des parties sous tension du compartiment supérieur par rapport au compartiment inférieur lorsque le sectionneur rotatif est ouvert, mais encore une certaine étanchéité entre les deux compartiments lorsque le sectionneur est fermé. De plus, la disposition décrite consistant à incorporer les organes fonctionnels à haute tension dans un même bloc de matière isolante formant écran et à utiliser pour la liaison entre les deux compartiments qutil sépare ses propres bornes de raccordement à haute tension, permet un notable gain de place par rapport à la disposition classique consistant à ménager un écran de séparation avec ses propres bornes de traversée à haute tension incorporées. L'organe fonctionnel peut, entre autre, être soit un simple sectionneur, soit un simple réducteur de mesure, soit éventuellement une combinaison de ces deux organes. Dans ce cas, il peut être intéressant que la partie mobile du sectionneur serve de support à l'organe qui lui est associé. Dans la variante de réalisation des figures 4 à 6, où sous réserve de ce qui suit les mêmes repères indiquent les mêmes désignations, le sectionneur 8 est à simple sectionnement et comporte par pôle un simple couteau ayant un contact mobile supérieur 83 muni d'un 5eu de pinces de contact 85 coopérant avec le contact fixe supérieur 31, et autour d'un axe de rotation 80 assujetti aux parois de la cellule, un contact mobile inférieur 84 rotatif. Cet axe de rotation 80 est constitué par un arbre isolant dont la forme peut être étudiée pour obtenir des lignes de fuite importantes en l'englobant avec les couteaux dans un même bloc de matière isolante pour l'ensemble des trois pôles de l'appareillage. Le sectionneur 8 est relié au disjoncteur 20 à travers le circuit primaire 41 d'un transformateur de courant 4 comportant en outre un circuit magnétique schématisé en 43, un circuit secondaire schématisé en 42 et comportant deux bornes de sortie secondaires 44 et 45. La borne de sortie supérieure du circuit primaire 41 est reliée à une borne fixe 81 munie de pinces de contact 86, ou encore de tresses, coopérant avec le contact rotatif 84 tandis que l'extrémité inférieure du circuit primaire 41 est reliée à une borne fixe 89 coopérant à l'aide de pinces de contact 87 avec une borne fixe 82 reliée au disjoncteur 20. Pour chacun des pôles du transformateur de courant le circuit primaire 41, le circuit magnétique 43 et le circuit secondaire 42 sont noyés dans un même bloc de matière isolante 5 fixé à une paroi de la cellule. Seules émergent du bloc de matière isolante 5 les bornes de sortie du circuit primaire reliées aux bornes fixes 81 et 8g et du coté secondaire les deux bornes de sortie 44 et 45. Un écran isolant fixe 74 est disposé entre les transformateurs de courant 4 et les parois de la cellule, cet écran étant disposé d'une part entre les deux bornes 81 et 89 reliées aux bornes du circuit primaire 41 et d'autre part au dessous de ltaxe de rotation du sectionneur, de telle sorte qu'en position d'ouverture les couteaux du sectionneur 8 soient disposés horizontalement et parallèlement au-dessus de l'écran fixe 74. Dans cette variante de réalisation la barrière de séparation entre les compartiments supérieur 11 et inférieur 12 est constituée d'une part par l'écran fixe 74 et d'autre part par le bloc de matière isolante enrobant l'organe fonctionnel, qui peut d'ailleurs être du type débrochable, et ceci que le sectionneur soit en position d'ouverture ou de fermeture. Par ailleurs des écrans isolants intercalaires 75 mobiles et fixés sur l'arbre de rotation peuvent être disposés entre deux pôles adjacents, et le cas échéant entre les pôles extérieurs et la paroi adjacente de la cellule. Dans les divers modes de réalisation les dispositons suivantes peuvent être prises en considération - Les réducteurs de mesure peuvent être constitués par des transformateurs de courant ou des transformateurs de tension ou les deux à la fois. - D'autres accessoires peuvent être incorporés (par exemple des dispositifs de signalisation) ou même d'autres fonctions (par exemple des dispositifs de coupure en charge, soit contacteur ou disjoncteur à hexafluorure de soufre, soit ampoule à vide, en partie ou en totalité), ceci n'étant pas limitatif. - La barrière réalisée peut en position "ouverture" être disposée dans un plan, ce qui permet l'interposition d'une tôle ou d'un écran isolant. L'ensemble de la barrière monté sur glissières peut être alors enlevé, le personnel étant protégé des pièces sous tension. - Les connexions des enroulements secondaires peuvent être ramenées sur une boite à bornes unique facilement accessible, éventuellement à l'avant de la cellule. Des emplacements peuvent être prévus pour incorporer les relais ou les appareils de mesure. - Les prises de terre de chaque phase peuvent être également ramenées à l'avant de la cellule. Elles peuvent être, si nécessaire, constituées par trois barres isolées permettant un contrôle phase par phase des cables à haute tension, dans le cas d'un sectionneur à simple sectionnement il est évident que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'entre décrits et- représentés et qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention5 modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains éléments par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. REVENDICATIONS 1/ Barrière de séparation entre deux compartiments d'une cellule électrique d'appareillage à haute tension, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part au moins un écran isolant fixe (71, 74) et d'autre part un écran réalisé par un organe fonctionnel (4) moulé en un bloc de matière isolante (5) et présentant dans chaque compartiment (11, 12) une borne haute tension (33, 34, 81, 89) de liaison à l'appareillage du compartiment dans lequel elle est disposée. 2/ Barrière de séparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe fonctionnel est relié d'un côté à un sectionneur (8) comportant un couteau à simple sectionnement. 3/ Barrière de séparation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe fonctionnel est un sectionneur rotatif (3) à double sectionnement. 4/ Barrière de séparation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'organe fonctionnel (4) est monté sur le sectionneur (3) et en ce que le conteau du sectionneur est englobé dans le même bloc de matière isolante (5). 5/ Barrière de séparation selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'organe fonctionnel (4) est disposé entre les bornes du sectionneur (3) dont il constitue l'élément conducteur du couteau de sectionnement. 6/ Barrière de séparation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'organe fonctionnel est un réducteur de mesure. 7/ Barrière de séparation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'organe fonctionnel est du type débrochable.