Brevet FR2550004A1 — publié le 19850201

Disjoncteur haute tension muni d'un dispositif d'insertion de résistances à la fermeture du disjoncteur La presente invention concerne un disjoncteur haute tension muni d'un dispositif d'insertion de résistances à la fermeture du disjoncteur. Il est connu que les disjoncteurs haute tension, quelle que soit leur technologie, provoquent lors de leur fermeture des surtensions qui peuvent atteindre plusieurs fois la tension nominale du réseau auquel ils sont raccordes. Ces surtensions, si elles ne sont pas convenablement amorties par des parafoudres judicieusement places, se traduisent en genéral par des amorçages qui détériorent l'isolement du réseau ou des récepteurs raccordés à ce réseau. Pour éviter ces manifestations dangereuses à l'enclenchement, l'usage est d'amortir les surtensions à l'aide de résistances inserées dans le circuit avant la fermeture du disjoncteur que l'on met en circuit. Pour cela on met en oeuvre un dispositif d'insertion de résistances comportant au moins une résistance et un enclencheur de résistances connectés en parallèle avec le disjoncteur, ledit enclencheur étant équipé d'un organe de commande. Les résistances d'amortissement sont dimensionnées pour supporter pendant seulement un temps très court (de l'ordre de 20/1 000 de seconde) les contraintes thermiques engendrées par les courants intervenant lors du régime transitoire d'enclenchement. On connaît des disjoncteurs pourvus d'un équipage mobile commandés par un vérin hydraulique et des dispositifs d'insertion de résistances dont l'enclencheur est également pourvu d'un équipage mobile commandé par un vérin hydraulique. Les installations de ce genre existant actuellement ne permettent pas d'assurer 1) que l'on va insérer de manière certaine les résistances d'amortissement au moment voulu, 2) que les résistances d'amortissement ne seront pas exposées trop longtemps aux effets thermiques des courants d'enclenchement et qu'elles ne seront pas détruites. La présente invention a pour but dtéviter ces inconvénients et de coordonner de façon parfaitement fiable le mouvement d'insertion des résistances d'amortissement lors de la manoeuvre de fermeture du disjoncteur. La présente invention a pour objet un disjoncteur haute tension muni d'un dispositif d'insertion de résistances à la fermeture du disjoncteur, ce dernier étant relié par une première pièce d'accouplement à un premier vérin hydraulique, ledit dispositif d'insertion comprenant un enclencheur relié par une seconde pièce d'accouplement à un second vérin hydraulique, caractérisé par le fait que ladite première pièce d'accouplement porte des moyens mécaniques coopérant avec l'organe de commande dudit second vérin hydraulique. L'ensemble disjoncteur-dispositif d'insertion de résistances est donc actionné par un seul ordre, l'ordre d'enclenchement du disjoncteur. C'est l'équipage mobile du disjoncteur qui commande directement la fermeture puis l'ouverture de l'enclencheur. Selon un mode de réalisation avantageux, lesdits moyens mécaniques sont constitués par une came directement solidarisée à ladite première pièce d'accouplement et dont le profil coopère avec le bloc de commande hydraulique à valves dudit second vérin hydraulique. Ainsi, au cours de sa course, ledit profil de la came coopère successivement avec une première série de valves de commande dudit second vérin hydraulique pour la fermeture dudit enclencheur, puis avec une seconde série de valves de commande dudit second vérin hydraulique pour l'ouverture dudit enclencheur. Le profil de la came est choisi pour que l'ordre de fermeture de l'enclencheur soit nettement confirmé pendant un temps suffisamment long. Le rapport des vitesses entre ladite seconde pièce d'accouplement et ladite première pièce d'accouplement est choisi suffisamment grand pour que l'enclencheur soit fermé à coup sûr avec le disjoncteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre illustratif mais nullement limitatif. Dans le dessin annexé - la figure 1 montre très simplement le schéma électrique d'un ensemble disjoncteur-dispositif d'insertion de résistances, - la figure 2 montre en coupe partielle la came solidarisée à la pièce d'accouplement du disjoncteur et coopérant avec l'organe de commande hydraulique de l'enclencheur, - la figure 3 est un schéma hydraulique de commande de l'enclencheur du dispositif d'insertion de résistances, - la figure 4 montre des enregistrements graphiques des mouvements de fermeture et d'ouverture du disjoncteur et de l'enclencheur. La figure 1 illustre très schématiquement un dispositif selon l'invention. On y voit un disjoncteur 1 à coupures multiples intégré dans un poste blindé isolé à l'hexafluorure de soufre, et connecté entre deux bornes A et B d'un réseau. Ce disjoncteur est schématisé par des interrupteurs 10. Un ensemble de résistances d'amortissement 2, 3, 4, montées respectivement dans des manchettes métalliques 12, 13, 14 remplies également d'hexafluorure de soufre, sont destinées à être connectées en parallèle avec le disjoncteur 1 au moment de sa fermeture, par l'intermédiaire d'un enclencheur 6, schématisé par un interrupteur 16. Comme on le voit sur la figure, le disjoncteur 1 et l'enclen- cheur 6 associé à ses résistances d'amortissement sont disposés verticalement parallèlement l'un à l'autre. Ils sont reliés électriquement à leur partie supérieure par la résistance 4, et à leur partie inférieure par une connexion 5 montée dans une manchette métallique 15. La fermeture et l'ouverture du disjoncteur 1 et de l'enclencheur 6 est assurée par un dispositif 17 qui sera décrit en détail ci-dessous, à l'aide des figures 2 et 3. On voit sur la figure 2 une pièce 20 constituant la pièce d'accouplement entre le disjoncteur et le vérin hydraulique associé à ce disjoncteur. La pièce 20 est solidarisée directement, sans aucune pièce intermé diaire, à une came 21 en forme d'olive ; on a référencé 22, 23, 24 trois portions de son profil qui coopèrent avec un galet 25 solidaire d'un levier pivotant autour d'un axe 26 fixé dans un bâti fixe 27 La face du galet 25 opposée au profil de la came 21 est en appui sur une valve 28 qui ferme un circuit hydraulique constitué par des canalisations 31 et 32 qui aboutissent à la valve de commande 33 de la fermeture de l'enclencheur (comme on le verra avec la figure 3). On voit clairement sur la figure 2 que, lorsqu'un ordre de fermeture est donné au disjoncteur, et que la pièce 20 s'anime d'un mouvement de translation dans la direction de la flèche 30, la portion 22 du profil de la came repousse progressivement la valve 28 ; la portion 23 maintient la position d'écartement pendant un temps prédéterminé, et la portion 24 permet un retour à la position initiale. On voit donc que l'ordre de fermeture est donné à l'enclencheur par une came solidaire de la pièce 20 qui est une partie mobile vitale du disjoncteur. Cet ordre n'est donné que lorsque la pièce 20 est déjà en mouvement c'est-à-dire à un moment où le fonctionnement hydraulique du disjoncteur est normal et qu'il a toutes les chances d'effectuer normalement sa course complète. Si, pour une raison quelconque, le mouvement de la pièce 20 s'était trouvé décalé dans le temps, l'ordre de fermeture de l'enclencheur aurait été décalé d'autant, ce qui n'aurait eu aucune conséquence néfaste. En cas de panne du vérin hydraulique susceptible d'intervenir au moment où est donné l'ordre de fermeture du disjoncteur, il n'y a aucun risque de fermeture-accidentelle de l'enclencheur. La hauteur de la portion 23 du profil de la came est choisie pour que l'ordre de fermeture de l'enclencheur soit nettement confirmé et que les résistances soient donc insérées à coup sûr dans le circuit du disjoncteur. Le disjoncteur et l'enclencheur sont équipés de vérins de commande indépendants qui leur assurent des vitesses de fermeture différentes, vitesse plus rapide pour l'enclencheur que pour le disjoncteur. Ainsi, on peut prévoir une vitesse de l'ordre de 4 mètres par seconde pour le disjoncteur et de l'ordre de 12 mètres par seconde pour l'enclencheur. Dans cet exemple, on est absolument sûr que l'enclencheur se fermera avant le disjoncteur et donc insèrera à temps les résistances d'amortissement. Une fois que le disjoncteur est- complètement fermé, il faut remettre l'enclencheur dans sa position d'ouverture initiale; Pour cela on prévoit (voir figure 2), sur le trajet de la pièce 20, un autre galet 35 monté sur un levier pivotant autour d'un axe 36 fixé dans un bâti 37 ; ce galet déplace une valve 40 qui ouvre un circuit hydraulique comportant les conduites 42 et 43 et qui mène à la valve de commande de l'ouverture de l'enclencheur. On voit sur la figure 3 le schéma hydraulique de commande de l'ensemble disjoncteur 1 - enclencheur 6. On désigne par 40 l'organe de pilotage, 41 et 42 les bobines d'enclenchement et de déclenchement du disjoncteur. On a référencé 43 le circuit hydraulique haute pression des vérins du disjoncteur et de l'enclencheur, pression obtenue par l'intermédiaire d'une pompe 44 animée par un moteur 45. Les tuyaux 51, 52, 53 sont des tuyaux d'ordre. Les tuyaux 61, 62, 63, 64, 65 désignent des tuyaux de retour à la pression atmosphérique. On a représenté la came 21 solidaire du disjoncteur 1 en trait plein au moment où elle va arriver contre le galet 25, pour la fermeture de l'enclencheur, et en trait pointillé 21' au moment où elle arrive contre le galet 35 pour l'ouverture de l'enclencheur. De même on a représenté schématiquement en trait plein 70 I'enclencheur en position ouverte et en trait pointillé 71 l'enclencheur en position fermee. Le dispositif fonctionne de la façon suivante Un ordre est donné à la bobine d'enclenchement 41 du disjoncteur, le circuit 43 est normalement sous pression. Un ordre est donné par les tuyaux 51 et 52. La came 21 au cours de sa translation agit sur le galet 25, ouvre la valve 28 pendant le temps nécessaire pour donner un ordre au tuyau 53 et agir sur la valve 33 de fermeture de l'enclencheur ce dernier, grâce à l'ouverture du circuit haute pression 43, passe de la position 70 à la position 71. Lorsque la came du disjoncteur arrive en position 21' et attaque le galet 35, la valve 40 s'ouvre et le tuyau 53 est mis à la pression atmosphérique, ce qui remet la valve 33 dans sa position initiale, ferme le circuit 43fait passer de nouveau l'enclencheur de sa position 71 à sa position 70, et ouvre l'échappement 63. On note sur le schéma de la figure 3 un clapet de sécurité 66 dont le rôle est d'empêcher la mise en pression intempestive du circuit de fermeture de l'enclencheur (valve 33) sur dilatation différentielle de la canalisation 53 et du fluide contenu. Cette mise en pression intempestive pourrait entraîner une fermeture accidentelle de ltenclen- cheur, sans fermeture préalable du disjoncteur, ce qui entrainerait une destruction des résistances. Enfin, pour compléter les verrouillages, on peut prévoir un contact auxiliaire placé dans le circuit de la bobine d'enclenchement du disjoncteur de façon à ce que le disjoncteur ne puisse pas être déclenché si l'enclencheur ne se trouve pas dans la position ouvert. On a repris dans la figure 4 différentes courbes enregistrées en fonction du temps t (en millisecondes), le temps 0 correspondant à l'ordre électrique d'enclenchement du disjoncteur. La courbe Pd représente les variations de pression hydraulique dans le tuyau d'ordre du vérin du disjoncteur. La courbe Pe représente les variations de pression hydraulique dans le tuyau d'ordre du vérin de l'enclencheur. La courbe D illustre la fermeture du disjoncteur, tandis que la courbe E illustre d'abord la fermeture de l'enclencheur, puis son ouverture après que le disJoncteur ait été fermé. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'entre décrit. On pourra, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer tout moyen par un moyen équivalent. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur haute tension muni d'un dispositif d'insertion de résistances (2, 3, 4) à la fermeture du disjoncteur (1), ce dernier étant relié par une première pièce d'accouplement (20) à un premier vérin hydraulique, ledit dispositif d'insertion comprenant un enclencheur (6) relié par une seconde pièce d'accouplement à un second vérin hydraulique, caractérisé par le fait que ladite première pièce d'accouplement (20) porte des moyens mécaniques coopérant avec l'organe de commande dudit second vérin hydraulique. 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens mécaniques sont constitués par une came (21) directement solidarisée à ladite première pièce d'accouplement (20) et dont le profil coopère avec le bloc de commande hydraulique à valves (28) dudit second vérin hydraulique. 3/ Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'au cours de sa course, ledit profil de la came coopère successivement avec une première série de valves de commande (28) dudit second vérin hydraulique pour la fermeture dudit enclencheur (6), puis avec une seconde série de valves de commande (40) dudit second vérin hydraulique pour l'ouverture dudit enclencheur (6). 4/ Disjoncteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit profil (22, 23, 24) de la came (21) est choisi pour que l'ordre de fermeture de l'enclencheur soit nettement confirmé pendant un temps suffisamment long. 5/ DisJoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rapport des vitesses entre ladite seconde pièce d'accouplement et ladite première pièce d'accouplement est choisi suffisamment grand pour que l'enclencheur (6) soit fermé à coup sûr avec le disjoncteur (1). 6/ Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la vitesse de ladite première pièce d'accouplement est de l'ordre de 4 mètres par seconde tandis que la vitesse de ladite seconde pièce d'accouplement est de l'ordre de 12 mètres par seconde.