Brevet FR2589640A1 — publié le 19870507

Poste à hexafluorure de soufre pour commutation en charge La présente invention est relative à un poste à hexafluorure de soufre pour commutation en charge moyenne tension, comprenant des bornes d'entrée et de sortie, des interrupteurs et des fusibles. On connait, notamment par le brevet européen no 0.059.255 un poste de ce type. Un but de la présente invention est de réaliser une installation de dimensions plus réduites, dont tous les accès ou sor- ties sont situés sur une seule face. Un autre but de la présente invention est de réaliser une installation dans laquelle les fusibles soient aisément accessibles. Un autre but de la présente invention est de réaliser une instal- lation dans laquelle les interrupteurs assurent une coupure rapide et limitent l'arc à la fermeture. Un autre but de l'invention est de réaliser une installation dont la tenue mécanique au vide nécessaire avant remplissage de gaz isolant soit assurée. Un autre but de l'invention est de réaliser un poste dans lequel une fusion des fusibles soit aisément détectée. L'invention a pour objet un poste à hexafluorure de soufre pour commutation en charge comprenant un boîtier métallique étanche rempli d'hexafluorure de soufre sous pression, au moins deux jeux de traver- sées d'entrée pour la connexion d'un nombre égal de câbles d'arrivée triphasés un nombre égal de traversées reliées à la terre, un nombre égal d'interrupteurs arrivée triphasés à trois positions, une position ouverte, une position reliant le câble à la terre, et une position fermée et un interrupteur départ triphasé à trois positions, une position ouverte, une position à la terre et une position fermée reli- ant les autres interrupteurs à un jeu de fusibles, et un jeu de traver- sées de sortie reliés aux fusibles caractérisé en ce que toutes les traversées tous les accès aux fusibles et tous les organes de manoeu- vre des interrupteurs sont disposés sur une même face du boitier. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description donnée ci-après d'un mode préféré de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est un schéma électrique unifilaire du poste triphasé de l'invention - la figure 2 est une vue de la face avant du du poste, en élévation partiellement arrachée - la figure 3 est une vue en coupe du poste de l'invention selon la ligne III.III de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un interrupteur équipant le poste de l'invention - la figure 5 est une vue en bout d'un interrupteur équipant le poste de l'invention - la figure 6 est une vue en coupe selon la figure VI.VI de la figure V - la figure 7 est une vue en coupe d'un étui à fusible muni d'un détecteur de fusion. Dans la figure 1, le schéma électrique du poste de l'invention est un schéma unifilaire. En outre ce schéma ne représente pas la disposition réelle des éléments, qui prévoit selon une caractéristique essentielle de l'in- vention, que toutes les bornes ou traversées sont sur la face avant. Le poste de l'invention comprend un boitier métallique 1, étan- che, rempli d'un gaz à haut pouvoir diélectrique, tel que l'hexafluo- rure de soufre. On a représenté deux arrivées de courant triphasées 10 et 20 qui pénètrent dans le boitier par des traversées isolantes étanches 11 et 21 respectivement. Les traversées isolantes sont reliées à des inter- rupteurs tripolaires amont 12 et 22 à trois positions (fermé, ouvert, à la terre). La mise à la terre se fait par des traversées 13 et 23. Les références 13 A et 23 A désignent des connexions démontables per- mettant d'injecter une tension d'essai des câbles. L'interrupteur 12 et représenté en position à la terre ou essai de câble. L'interrupteur 22 est représenté en position fermée et est re- lié, par une connexion 30 à un interrupteur triphasé aval 31 qui a également trois positions: ouvert (comme représenté), fermé (traits interrompus) ou à la terre. Une connexion 32 relie l'interrupteur 31 à un fusible 34, placé - 3 - dans un étui 35. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'in- térieur de l'étui est rempli d'air et communique avec l'extérieur du boitier 1. Il est fermé par un bouchon 36. Une traversée 37 permet la liaison à un câble de sortie 38. On note que la mise à la terre du poste par l'interrupteur 31 entratne une mise à la terre en aval du fusible par rotation d'un sectionneur 40 relié au fusible par une traversée 39. La figure 2 est une schématique en élévation partiellement écla- tée du poste de l'invention. On voit la face avant 5 du poste et l'on observe que toutes les bornes sont accessibles. On distingue en effet, traversant la face avant du bottier, les traversées 11 et 21 des câbles d'arrivée, les traversées 13 et 23 pour la mise à la terre ou les essais de câble et les traversées 37 de sortie du poste. On voit aussi dans la figure 2, les interrupteurs 12, 22 et 31, la connexion 30 entre l'interrupteur 22 et l'interrupteur 31 et la connexion 32 entre l'interrupteur 31 et les fusibles 34 A, 34 B, 34 C. La face avant porte les extrémités des arbres de manoeuvre des interrupteurs et les signalisations conventionnelles illustrant la po- sition de ceux-ci. La figure 3 permet de distinguer un détail, l'étui ou puits 35 B dans lequel est placé le fusible 34 B, et la traversée isolante 37 B. Cette dernière vient de moulage avec l'étui 35 B et comprend une surface annulaire 37 C s'appuyant de manière étanche sur la paroi du bottier 1. Le fusible est enserré entre des pinces métalliques 41et 42. La pince 42 sert de contact électrique pour le noyau métallique 43 de la traversée isolante 37 B. L'autre prise de courant du fusible 34 B est référencée 44, elle est reliée électriquement à la pince 41. Le con- tact 42 est fixé à une pièce isolante 45 s'engageant dans l'étui 35 B et formant bouchon. Le fusible est placé dans l'air. Il est aisément accessible sans intervention dans l'enceinte remplie d'hexafluorure de soufre. La zone d'arc annulaire 46 entre le fusible et l'étui permet un bon refroidissement de ce dernier. 4- - 2589640 On distingue également dans la figure 3 l'interrupteur 31 et l'interrupteur (partiellement arraché) 12, les bornes d'arrivée 11 et les bornes de mise à la terre amont 13. La figure 4 est une vue en coupe axiale d'un interrupteur, par exemple l'interrupteur 12. Il comprend un capot 50 sensiblement cylindrique, muni de cloi- sons internes transversales 51 et 52 séparant les Jeux de contacts. Le capot est formé de deux demi-coquilles moulées 50 A, 50 B, assemblées par boulonnages tels que 53. Pour chaque phase, l'interrupteur comprend 4 plots de contact: 54A arrivée, 54 B sortie vers interrupteur 31, 54 C reliée à la terre 54 D non reliée (figure 5).. Ces bornes se prolongent à l'intérieur du capot et coopèrent avec des contacts à doubles lames telles que 60 et 61 (figure 4). Les lames sont serrées par des ressorts tels que 62 et 63. L'ensemble des lames est porté par un arbre 70 comprenant une partie cylindrique 71 (figure 6) et pour chaque phase, deux palettes 72 et 73, s'étendant Jusqu'au voisinage de la paroi interne du capot 50 de l'interrupteur. Ces ailettes coopèrent respectivement avec des portions planes 74 et 75 du capot, s'étendant vers l'intérieur du capot Jusqu'au voisinage de la partie cylindrique 71 de l'arbre, pour cons- tituer des volumes variables 76 et 77. Lors d'une coupure de courant, par rotation de l'arbre dans le sens de la flèche f, une dépression se crée derrière la palette dans les volumes 76 et 77 à l'ouverture des contacts, ce qui favorise le mouvement du gaz et l'extinction de l'arc. A la fermeture des contacts, (sens inverse de la rotation de l'arbre) une compression se produit devant la palette et retarde la formation de l'arc. L'arbre 70 et les palettes 72 et 73 sont avantageusement réali- sés en une seule pièce moulée, en matière plastique. Il en est de même des demi-coquilles 50 A et 50 B qui portent les portions 74 et 75. Liarbre O-est entrainé en rotation par un arbre métallique 80 (figure 4) traversant la paroi 1 par une traversée étanche 81 à roule- ments, et entraînant une manivelle 82 munie d'un ergot 83 qui coopère -5 - avec une pièce de liaison 84 solidaire de l'arbre 70. On manoeuvre le poste par des manivelles non représentées, fixées (à demeure ou de façon amovible) sur les arbres 80. La figure 7 représente une variante de réalisation du puits à fusible. Les éléments communs aux figures 3 et 7 ont reçu les mêmes numéros de référence. Dans un second puits 92 parallèle au puits 35B est placée une tringle 100, fixée par une extrémité à une première extrémité d'un levier 101 et dont l'autre extrémité traverse à frottement doux un bouchon pressé étoupe 102. Un ressort 103 enfilé sur la tige, main- tient la seconde extrémité du levier contre le fusible. En cas de fusion de ce dernier, le percuteur du fusible la dilatation pousse la seconde extrémité du levier, entrainant une translation de la tige. Le mouvement de la tige est détecté à l'exté- rieur du puits à fusible et utilisé pour fournir un signal d'alarme, de signalisation ou de commande. Le poste de l'invention est compact. Toutes bornes sont accessibles de la face avant, ce qui facilite son utilisation puisque trois de ses faces verticales peuvent être contre un mur ou un autre appareil. Les interrupteurs qui équipent le poste sont particulièrement performants sur le plan de la coupure et de la fermeture. Les fusibles sont très accessibles et bien refroidis. Le poste tient bien au vide (ce qui arrive au cours de l'instal- lation) ou à la pression car les éléments internes (fusibles, inter- rupteurs) contribuent à la rigidité de la paroi du bottier métallique sur lequel ils sont directement fixés. Le poste s'applique aux moyennes tensions, c'est à dire compri- ses entre 3 et 36 kV. 3o -6 - REVENDICATIONS 1/ Poste à hexafluorure de soufre pour commutation en charge compre- nant un bottier métallique étanche (1) rempli d'hexafluorure de soufre sous pression, au moins deux jeux de traversées d'entrée (11,21) pour la connexion d'un nombre égal de câbles d'arrivée triphasés (10,20) un nombre égal de traversées (13,23) reliées à la terre, un nombre égal d'interrupteurs arrivée triphasés (12,22) à trois positions, une posi- tion ouverte, une position reliant le câble à la terre, et une position fermée et un interrupteur départ triphasé (31) à trois positions, une position ouverte, une position à la terre et une position fermée reliant les autres interrupteurs à un jeu de fusibles (34), et un jeu de traversées de sortie (37) reliés aux fusibles caractérisé en ce que toutes les traversées (11,21,37) tous les accès aux fusibles (34) et tous les organes de manoeuvre des interrupteurs sont disposés sur une même face du bottier (1). 2/ Poste selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fusibles (34) sont disposés dans des étuis ou puits individuels (35) partiellement disposés à l'intérieur du bottier (1) et ayant un orifi- ce de sortie débouchant dans l'air à l'extérieur du bottier et fermés -par un-bouchon (36, les étuis étant remplis d'air. 3/ Poste selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'une tringle (100) est disposée dans un second puits (99) parallèle au pre- mier, ladite tringle dépassant à l'extérieur de l'étui, ladite tringle étant associée à un moyen mécanique (101) lui communiquant un mouve- ment de translation lors de la fusion du fusible. 4/ Poste selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'interrupteur (12,22,31) comprend un capot sensiblement cylindrique (50) munis de cloisons transversales (51,52) séparant les phases, pour chaque phase quatre plots de contact (54 A, 54 B, 54 C, 54 D) traversant le capot et un arbre central portant des lames de contact (60), et pour chaque phase, deux palettes (72,73) s'étendant entre deux cloisons et jusqu'à la paroi cylindrique du capot, lesdites palettes étant placées au voisinage des lames, le capot présentant pour chaque phase deux portions planes (73,74) s'étendant jusqu'au - 7 - 2589640 voisinage de l'arbre pour délimiter avec les palettes deux volumes (76,77). / Poste selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ee qu'il comprend un sectionneur de terre (40) mettant à la terre l'aval des fusibles lorsque l'interrupteur aval (31) est positionné à la terre.