Brevet FR2525807A1 — publié le 19831028

Disjoncteur avec transformateur de courant incorporé L'invention est relative à un disjoncteur à carter sous tension, spécialement modifié pour recevoir un ou plusieurs transformateurs de courant. Il est facile d'incorporer les transformateurs de courant à des disjoncteurs munis d'une cuve à la masse et de traversées; les tores sont alors placés au pied de la traversée; mais ceci n'est pas possible pour les disjoncteurs à carter sous tension, car il faut isoler pour la pleine tension les enroulement à basse tension vis-à-vis des conducteurs à haute tension; le transformateur de courant est alors séparé du disjoncteur Or il est souvent intéressant de lier le transformateur de courant au disjoncteur en modifiant ce dernier. L'invention a pour objet un disjoncteur avec transformateur de courant incorporé comprenant, placé sur un châssis au potentiel de la masse, une colonne isolante remplie d'un gaz à pouvoir diélectrique élevé, ladite première colonne étant surmontée d'une chambre de coupure comprenant des contacts mobiles reliés à une première prise de courant et associés à des moyens de déplacement et des contacts fixes reliés à une seconde prise de courant caractérisé en ce que la chambre de coupure est surmontée par une seconde colonne isolante coaxiale à la première, au moins un circuit magnétique et un bobinage secondaire d'un transformateur de courant étant disposé autour de ladite seconde colonne, au voisinage de sa jonction avec la première colonne, le circuit primaire dudit transformateur de courant étant constitué par un conducteur reliant les contacts fixes à ladite seconde prise de courant, un écran pare- effluves étant disposé à l'intérieur de ladite seconde colonne au droit du transformateur de courant et relié électriquement à la masse à travers la jonction entre ladite chambre de coupure et ladite seconde colonne et par l'intermédiaire d'un tube métallique contenant les conducteurs de liaison aux appareils de mesure des bobinages secondaires, ledit tube s'étendant jusqu'au voisinage du sol. Dans un premier mode de réalisation, une plaque support du circuit magnétique et du bobinage secondaire est insérée entre les 2 - deux colonnes avec interposition de joints d' étanchéité, ladite plaque portant ledit écran pare-effluves. Dans un autre mode de réalisation, le circuit magnétique et le bobinage secondaire, sont ainsi que l'écran pare-effluves portés par un carter métallique cylindrique coaxial auxdites première et seconde colonnes et disposées entre celles-ci. Avantageusement, le tube débouche dans ledit carter, de manière à créer une circulation de gaz entre le tube, le carter et ladite première colonne. Pour permettre un réchauffage du gaz, un dispositif de chauffage est inséré dans le trajet du tube. L'invention s'applique également aux disjoncteurs à plusieurs chambres de coupure. L'invention sera bien comprise par la description ci-après de divers modes de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un disjoncteur selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un disjoncteur selon une variante, la figure 3 est une vue partielle en coupe d'un disjoncteur à deux chambres de coupure. Le disjoncteur représenté dans la figure 1 comprend un châssis 1 à la masse; sur le châssis est fixée une première colonne support isolante 2 en céramique, creuse, remplie de gaz à haut pouvoir diélectrique, tel que l'hexafluorure de soufre (SF 6); la colonne 2 est traversée par une tringle isolante 3 transmettant le mouvement aux contacts mobiles de la chambre de coupure. La chambre de coupure est une colonne 4 coaxiale à la première colonne et porte des contacts mobiles 6 et une buse de soufflage 7 A la partie inférieure de la chambre de coupure est placée une prise de courant 8 reliée électriquement aux contacts mobiles. Dans la chambre de coupure sont placés des contacts fixes 10 reliés par un contact tubulaire 11 à une seconde prise de courant 12 placée à la partie supérieure du disjoncteur. 3 - Dans un disjoncteur classique, la prise supérieure 12 est disposée à la partie supérieure de la chambre de coupure. Selon l'invention une seconde colonne isolante 13 surmonte la chambre de coupure 4. C'est au niveau de la jonction entre la seconde colonne isolate 13 et la chambre de coupure 4 qu'est disposé le transforma- teur de courant qui comprend ici quatre bobinages secondaires 14 A, 14 B, 14 C, 14 D enroulés sur des circuits magnétiques. Ces bobinages sont portés par une plaque métallique 15 disposée, wn avec Joints d'étanchéité 16, entre la chambre de coupure 4 et la colorne 13 Une armature 17 à tirants 18 maintient les bobinages - Leu colonnes 4 et 13 sont de préférence terminées par des calottes ou collerettes 21, 22 pour leur maintien sur la plaque 15. Un écran 26, est disposé à l'intérieur de la colonne 4 et de la colon-ne 13, au droit des bobinages; cet écran métallique, destiné à uniformiser le champ électrique, est mis au potentiel de la masse, par l'intermédiaire de la plaque support 15 et d'un tube métallique 27 servant de protection à la filerie 28 qui relie les bobinages aux appareils de mesures 29 (non représentés) Les secondaires et les circuits magnétiques sont protégés contre l'humidité par enrobage, et des opifioes d'évacuation d'eau sont ménagés dans la plaque 15. L'avantage de la disposition qui vient d'être décrite est le suivant: à un disjoncteur classique constitué par un châssis 1, une colonne support isolante 2 et une chambre de coupure 4, on ajoute une colonne 13 qui n'est pas plus onéreuse que l'isolateur support d'un transformateur de courant individuel séparé du disjoncteur; il n'est pas nécessaire d'isoler les secondaires vis-à-vis de la haute tension et les fileries Avec cette disposition, on réduit considérablement le volume par rapport à la cuve d'un disjoncteur classique à cuve à la terre ce qui représente un gain appréciable. En contrepartie, la hauteur du disjoncteur est augmentée, mais cela est rarement un inconvénient. En outre, une telle disposition, permet d'avoir une prise de tension capacitive en utilisant comme électrodes d'un diviseur capacitif le conducteur 11 d'une part et l'écran 26 d'autre part, écran 4- qui est alors isolé de la plaque 15. La colonne inférieure 4 contenant les éléments de coupure peut être de section ovoîde; par contre la colonne supérieure 13 est de section circulaire de diamètre minimal Afin que les bobinages puissent être extraits aisément, leur diamètre intérieur est supérieur au diamètre des ailettes de la colonne 13, et, s'il est nécessaire de réduire le diamètre moyen du circuit magnétique pour augmenter la puissance de précision du transformateur, on admet de démonter la partie supérieure (colonne 13) pour changer (ce qui est très rare) les circuits magnétiques et secondaires. Dans la variante de réalisation de la figure 2, o les éléments communs aux figures 1 et 2 ont reçus les mêmes numéros de référence, un manchon métallique 40 est interposé entre les colonnes 4 et 13. Ce manchon sert de support à un bottier 41 dans lequel sont disposés les bobinages 14 E, 14 F Le boîtier est relié au tube métallique 27 qui sert à la fois de protection à la filerie 28 et de protection à une tubulure 43 faisant communiquer l'intérieur du manchon 41 et l'intérieur du pied de la colonne 2 Cette tubulure assure ainsi une circulation de gaz qui peut être chauffé par une résistance électrique 44 dans une enceinte 45. Ce chauffage peut être nécessaire lorsque le disjoncteur est placé à l'extérieur et soumis à de très basses températures susceptibles de faire condenser le SF 6 gazeux On peut alors utiliser du SF 6 à pression plus élevée, ce qui facilite la coupure du courant. On peut aussi utiliser cette circulation forcée pour refroidir les conducteurs en période de fortes chaleurs. La figure 3 représente partiellement un disjoncteur à deux chambres de coupures en série. Elles sont disposées commes les branches d'un V renversé dans un plan vetical. Chaque branche comprend une colonne isolante 51 A ( 51 B), une chambre de coupure 52 A ( 52 B), comportant des contacts mobiles 53 A ( 53 B), et des contacts fixes 54 A ( 54 B) prolongés par des conducteurs 55 A ( 55 B) , maintenues par des 2 525807 -5- cônes isolants 56 A ( 56 B). Un carter métallique 57 commun aux deux branches entoure le point de jonction des conducteurs 55 A et 55 B Ce carter sphérique est relié aux colonnes 52 A, 52 B par deux manchons 58 A, 58 B autour desquels sont placés les circuits magnétiques et les bobinages secondaires 14 G, 14 H du transformateur d'intensité. Deux tubulures 59 A et 59 B disposées contre les branches d'un V renversé dans un plan vertical perpendiculaire au plan formé par les chambres de coupure relient le carter 56 à la terre L'une d'elle sert de protection aux fils issus des bobinages et, éventuellement assure une circulation de gaz à l'intérieur du disjoncteur L'ensemble formant un tétrapode rigide et stable. 6 - REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur avec transformateur de courant incorporé comprenant, placé sur un châssis ( 1) au potentiel de la masse, une colonne isolante ( 2) remplie d'un gaz à pouvoir diélectrique élevé, ladite première colonne étant surmontée d'une chambre de coupure ( 4) compre- nant des contacts mobiles ( 6) reliés à une première prise de courant ( 8) et associés à des moyens de déplacement ( 3) et des contacts fixes ( 10) reliés à une seconde prise de courant ( 12) caractérisé en ce que la chambre de coupure est surmontée par une seconde colonne isolante ( 13) coaxiale à la première, au moins un circuit magnétique et un bobinage secondaire ( 14 D) d'un transformateur de courant étant disposé autour de ladite seconde colonne, au voisinage de sa jonction avec la première colonne, le circuit primaire dudit transformateur de courant étant constitué par un conducteur ( 11) reliant les contacts fixes à ladite seconde prise de courant, un écran pare-effluves ( 26) étant disposé à l'intérieur de ladite seconde colonne au droit du transfor- mateur de courant et relié électriquement à la masse à travers la jonction entre ladite chambre de coupure et ladite seconde colonne et par l'intermédiaire d'un tube ( 27) métallique contenant les conducteurs de liaison aux appareils de mesure ( 29) des bobinages secondaires, ledit tube s'étendant jusqu'au voisinage du sol. 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une plaque ( 15) support du circuit magnétique et du bobinage secondaire est insérée entre les deux colonnes avec interposition de joints d'étanchéité ( 16), ladite plaque portant ledit écran pare-effluves ( 26). 3/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit magnétique et le bobinage secondaire ( 14 A), sont, ainsi que l'écran pare-effluves ( 26), portés par un carter ( 40) métallique cylindrique coaxial auxdites première et seconde colonnes et disposées entre celles-?ci. 4/ Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tube ( 43) débouche dans ledit carter, de manière à créer une circulation de gaz entre le tube ( 27), le carter ( 40) et ladite première colonne ( 2). i'' 'w 2525807 7 - / Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un dispositif de chauffage ( 44) est inséré dans le trajet du tube. 6/ Disjoncteur avec transformateur de courant incorporé, à deux chambres de coupures en série, ledit disjoncteur comprenant deux ensembles identiques disposés en V renversé dans un plan vertical, chaque ensemble comprenant une colonne isolante ( 51 A, 51 B) une chambre de coupure ( 52 A, 52 B) contenant des contacts mobiles ( 53 A, 53 B) et des contacts f xes ( 54 A, 54 B), caractérisé en ce que les contacts fixes sont prolonges par des conducteurs ( 55 A, 55 B) se rejoignant dans un carter ieétallique ( 57) commun relié de manière étanche auxdites iambr e de coupure, ledit carter comportant au moins une partie :yi'driqa ( 58 A) entourant ledit conducteur ( 55 A), et autour de i uetle sont placés au moins un circuit magnétique et au moins un bobinagr Secondaire ( 14 G) d'un transformateur de courant, ledit carter ( 57) étent relié à la masse par un tube ( 59 A) métallique servant de protection aux conducteurs de liaison issus du bobinage secondaire. 7/ Dis Joncteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tube ( 59 A) assure une circulation de gaz entre le carter ( 57) et le pieds des colonnes isolantes ( 51 A, 51 B). Ré 8/ Dis Joncteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un dispositif de chauffage est inséré dans le trajet du tube ( 59).