Brevet FR2595003A1 — publié le 19870828

APPAREILLAGE ELECTRIQUE MULTIPOLAIRE A ENVELOPPE COMMUNE ET A ISOLE:'LNT GAZEUX L'invention est relative à un appareillage électrique multipolaire, notamment pour un réseau à moyenne ou à haute tension, ayant une pluralité de pôles identiques incorporés dans une enveloppe commune et étanche, remplie de gaz isolant à rigidité diélectrique élevée, tel que l'hexafluorure de soufre, et un mécanisme de manoeuvre de l'équipage mobile des différents pôles pour actionner l'appareillage entre les positions d'ouverture et de fermeture, chaque pôle comprenant un dispositif de contacts séparables délimitant un intervalle de coupure lors de la séparation des contacts, un premier conducteur d'amende dê courant en liaison électrique avec l'un des contacts et un deuxième conducteur d'amenée de courant en liaison électrique avec l'autre contact. Selon un dispositif connu. décrit dans la demande de brevet allemand 2 546 490, les pole sont disposés cote a côte. dans l'enveloppe, et les contacts fixe et mobile de chaque pôle s'étendent dans un plan perpendiculaire a l'axe de 11 enveloppe. La distance d'isolement entre phases à l'intérieur de 1 enveloppe remplie de gaz isolant est identique à celle dans l'air à l'extérieur de l'enveloppe. I1 en résulte une augm.entation de l'encombrement transversal de l'appareillage, et chaque contact mobile est actionné individuellement par un levier extérieur de commande calé sur un arbre d'un mécanisme de manoeuvre. L'objet ae l'invention consiste à réduire l'encombrement d'un appareillage multipolaire à isolement gazeux, et a simplifier la commande des pôles L'appareillage selon l'invention est caractérisé en ce que les intervalles de coupure de tous les poles sont agencés en alignement et échelonnés à intervalles réguliers le long d'une direction parallzle à l'axe longitudinal de ladite enveloppe ayant une forme cylindrique allongée, et que les premier et deuxième conducteurs d'amenée de courant de chaque pôle s'étendent parallèlement l'un à l'autre en étant séparés par un décalage axial prédéterminé, ménagé dans la direction de l'axe longitudinal1 la distance d'isolement (1) à l'intérieur de l'enveloppe entre le premier conducteur d'amenée de courant, et le deuxième conducteur d'amenée de courant de deux pôles consécutifs, étant inférieure à l'intervalle d'isolement dans l'air entre les plages extérieures de raccordement des conducteurs situés d'un même côté de l'enveloppe. La superposition des pales et l'alignement des contacts selon l'axe longitudinal de l'enveloppe permettent une réduction de l'encombrement transversal et une commande simultanée en ligne des contacts mobiles au moyen d'un mécanisme accolé à l'une des extrémités de l'enveloppe. La commande en ligne est assurée par au moins une tige d'actionnement isolante s'étendant à l'intérieur c- 1 'enveloppe selon un direction parallele à l'axe longitudinal. T 'enveloppe est réalisée en matériau isolant, et les premier et deuxièrae conducteurs d' amenée de courant de chaque pole traversent à étanchéité la paroi Ge l'enveloppe en s'étendant perpendiculairement à la tige de commande. Selon un premier mode de réalisation concernant un sectionneur ou un interrupteur à faible pouvoir ae coupure, le contact mobile de chaque pôle est monté à pivotement sur un support conducteur porte par la partie interne du premier conducteur d'amenée de courant. Le contact fixe est solidarisé au deuxième conducteur d amenée de courant en étant aligné avec ledit support selon une direction parallèle à la tige de commande. Selon un deuxième mode de réalisation concernant un disjoncteur ou un interrupteur à fort pouvoir de coupure, le contact mobile de chaque pole est monté à coulissement le long de l'axe longitudinal de l'enveloppe cylindrique, et est solidarisé à un piston mobile de compression d'un dispositif de soufflage actionné par ladite tige de commande, de manière à provoquer la séparation des contacts alignés, et le soufflage de l'arc tire dans l'intervalle de coupure. Un tel appareillage selon le premier ou le deuxième mode de réalisation peut ëtre utilisé dans un réseau aérien triphasé pour la distribution rurale à moyenne tension. L'appareillage est dispose soit verticalement soit horizontalement par rapport à un pylône. L'appareillage selon l'invention peut également être utilisé dans des postes électriques de distribution à encombrement réduit. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de quelques e > ;er.,ples de l'idée inventive, illustrés dans les dessins annexés dans lesquels - les figures i e 2 représentent une coupe axiale d'un sectionneur triphasé ou d'un interrupteur triphasé à faible pouvoir de coupure, respectiveìt;;ent position de fermeture, et en position d'ouverture - les figures 3 et 4 sont des vues identiques des figures 1 et 2 d'une variante de realisation constituée par un disjoncteur triphasé - les figures 5 et 6 montrent respectivement une disposition verticale et une disposition horizontale d'un appareillage selon les figures 1 à 4, sur un pylône a'un réseau aérien triphasé; - les figures 7 et 8 sont des vues en élévation et de profil d'un poste de distribution électrique - les figures 9 et 10 sont des vues similaires à celles des figures 7 et 8 d'une variante de réalisation - les figures 11 à 13 représentent.d'autres arcnitectures de postes électriques selon l'invention. En référence aux figures 1 et 2, un sectionneur ou un interrupteur 10 à faible pouvoir de coupure pour un réseau triphasé à moyenne tension, comporte trois pôles 12, 14, 16, identiques logés dans une enveloppe 18 commune et étanche, remplie de gaz isolant à rigidité diélectrique élevée, tel que l'hexafluorure de soufre. L'enveloppe 18 présente une forme allongée tubulaire, et est réalisée en un matériau isolant. notamment minéral à base de céramique, ou organique à base de résine. L'une des extrémités de l'enveloppe 18 est obturée par un couvercle 20 et l'extrémité opposée est accolée auinécanis.me de manoeuvre 22 de l'équipage mobile des aifférents pôles 12 à 16. Chaque pole 12 à 16 des différentes phases comporte un premier conducteur 24 d'amenée de courant et un deuxièm2 conducteur 26 d'amenée de courant, associés respectivement à une paire de contacts séparables 23, 3'. Les premier et deuxième conducteurs 24, 26, sont parallèles et s'étendent selon une direction per"endiculaire à l'axe longitudinal XX' en traversant radialement la paroi cylindrique de l'enveloppe 18 avec un décalage (d) longitudinal prédéterminé.L'intervalle (L) de séparation entre les plages extérieures de raccordement des premiers conducteurs 24 ou des deuxièmes conducteurs 26 situés d'un même côté de l'enveloppe 18, est supérieur au décalage interne (d) entre les conducteurs élémentaires 24, 26, d'un meme pôle. Le contact mobile 23 de chaque pôle est monté à pivotement sur un support 32 en matériau conducteur porté par la partie interne du premier conducteur 24 d'amenée de courant. Le contact fixe 30 est solidarisé en deuxitme conducteur 26 en étant aligné avec le support 32 au contact mobile 28 selon une direction parallèle à l'axe longitudinal x:'. Le contact mobile 28 présente une structure de contact à pince coopérant par insertion ou enfichage avec le contact fixe 30 en position de fermeture du sectionneur 10. Les contacts mobiles 28 des trois pâles sont actionnés simultanément par une tige de commande 34 en matériau isolant. accouplée par son extrémité à un levier 36 de transmission du mécanisme de manoeuvre 22. La tige 34 unique s'étend à l'intérieur de l'enveloppe 18 selon une direction parallele à l'axe longitudinal XX', et permet une manoeuvre en ligne des trois polies. Le fonctionnement du sectionneur ou de l'iùterrupteur 10 selon les figures 1 et 2, découle de la des-ription précédente. En position de ferr.leture (figure 1), les zones de contact des trois pales se trouvent en alignement longitudinal et échelonnées à intervalles réguliers selon une direction parallèle à la tige 34 de commande. La rotation du levier 36 dans le sens trigonométrique provoque un déplacement en translation de la tige 34 dans le sens de la flèche F, et un pivotement simultané des conLacts mobiles 28 vers la position d'ouverture (figure 2). On remarque qu'à l'intérieur de l'enveloppe 18 remplie due SF6, la distance d'isolent (1) entre le premier conducteur 24 et le deuxième conducteur 26 de deux pôles consécutifs (12, 14 et 14, 16) est inférieure à l'intervalle (L) d'isolement dans l'air entre les plages extérieures des conducteurs 24 ou 26 de deux phases correspondantes. La variante ae réalisation illustrée aux figures 3 et 4, concerne un interrupteur triphasé à fort pouvoir de coupure ou un disjoncteur 40 triphasé. Les mêmes numéros de reperes désignent des pièces identiques ou similaires à celles utilisées dans. les figures 1 et 2. Chaque pôle 12 à 16 du disjoncteur 40 comprend un dispositif de coupure à autosoufflage de l'arc ayant une paire de contacts 42, 44, séparables et alignés selon l'axe longitudinal XX' de l'enveloppe 18, et un dispositif de soufflage à piston 46 de com?ression du gaz isolant. Une buse 48 de soufflage entoure coaxialement la zone de contact en position de fermeture (figure 3), et est solidarisée au piston 46 mobile, ce dernier étant susceptible de coulisser le long de la paroi cylindrique interne de l'enveloppe 18.Le contact fixe 42 est porté par le deuxième conducteur 26 d'amenée de courant, tandis que le contact mobile 44 est formé par une broche conductrice coulissante coopérant avec un contact glissant 50 fixé au premier conducteur 24 autour d'un orifice 52 de passage de la broche. L'ensemble piston 46 et buse de soufflage 48 est solidarisé à la broche du contact mobile 44, de manière à constituer l'équipage mobile d'un pôle. Deux tiges isolantes de commande (34 a, 34 b) du mécanisme 22 s'étendent parallèlement dans l'enveloppe 18 de part et d'autre de l'axe longitudinal XX', et sont fixes mecaniquèment aux pistons 46 de compression des trois poles 12 à 16. La partie interne des conducteurs 24, 26, de chaque pole est formée par une pièce annulaire fixe délimitant un volume pistonnable 54 avec le piston 46 mobile.Cette pièce annulaire comporte des orifices de passage pour les deux tiges isolantes de commande 34 a, 34 b. Les trois dispositifs de coupure superposés des poles 12 à 16 sont disposes en ligne selon la direction axiale de i'envelo22e 18 cylindrique et l'actionnement du mécanisme 22, lors de l'ouverture du disjoncteur 40 provoque la séparation simultanés des contacts 42, 44, des trois pôles 12 a" 16, et l'interruption des trois phases du réseau. L'arc électrique tiré entre les contacts 42, 4t de chacue pôle est éteint par soufflage du gaz S,6 com?ri,-,é cans le volume 54 lors de la descente du piston 46. Le dispositif à autosoufflage par piston de compression peut bien entendu être remplace" par tout autre système de soufflage, notamment à aspiration ou du type nagnétïque à arc tournant. La figure 5 montre un exemple de distribution aérienne d'un réseau triphasé à moyenne tension à conducteurs R, S, T, disposés selon une nappe verticale et ancrés à un poteau 60 ou pylone par des isolateurs 64. Un sectionneur 10 selon les figures 1 et 2, ou un disjoncteur 40 selon les figures 3 et 4 est monté verticalement sur le poteau 60 au moyen d'organes de fixation 66, le mécanisme 22 de manoeuvre étant situé à la partie inférieure. Les preniers et les deuxièmes conducteurs 24, 26, d'amenée de courant des différents pôles 12 à 16 sont connectés électriquement aux conducteurs aériens par deux séries de câbles de liaison 62. L'écartement entre les conducteurs de phases R, S, T, correspond sensiblement à l'intervalle (L) entre les plages de raccordement des pôles. La figure 6 représente un autre système de distribution aérienne à conducteurs , S, T disposés selon une nappe horizontale. Le sectionneur 10 ou le disjoncteur 40 est alors agence horizontalement au-dessus du poteau 60. Le meme principe de disposition en ligne des trois pôles dans une menue enveloppe peut également s'appliquer dans la réalisation de postes de distribution électrique. En référence aux figures 7 et 8, un jeu de barres 70 tripnase alimente trois cellules 72, 74, 75, identiques disposées verticalement cote à côte, le structure interne de chaque cellule correspondant à l'une des variantes des figures 1 et 3.Les deuxièmes conducteurs 26 d'amenée de courant ae chaque phase sont interconnectés entre eux par une liaison commune, tandis que les premiers conducteurs 24 sont reliés inaiviauellement vers des départs 78 à câbles. Le dispositif ae coupure de chaque pôle à'une cellule triphasée 72 à 76 est représenté schématiquement par une croix, et est constitué par un interrupteur ou un disjoncteur. Un tel agencement permet une sinplification du schéma électrique d'un poste triphasé, et conuuit à une réduction de l'encombrement. Le poste peut etre blindé ou non blindé. Dans la variante des figures 9 et 10, les trois cellules 72, 74, 76, triphasées sont disposées horizontalement cote à cote, et le raccordement du jeu de barres 70 et des départs 78 à câbles s'erfectue d'un méme coté vers le bas. En référence à la figure 11, les trois cellules 72 a 76 triphasées juxtaposées s'étendent paralîlement l'une à 1 autr uans un plan horizontal en tant inclinées par rapport à la direction verticale des départs 78. Selon la figure 1 2 un premier carter 80 additionnel est associé à chaque cellule principale 72 à 76 triphasée à l'opposé du jeu de barres 70. Chaque cellule 72 à 76 peut être du type décrit en référence aux figures 1 3 et 7, et le carter 80 associé renferme trois transformateurs de courant 82 agencés de la même manière que les appareils de coupure a l'intérieur de l'enveloppe 13 des cellules 72 à 76 correspondantes, La cellule 72 et le carter 80 sont disposés verticalement cote à cote et l'appareil de coupure de l'enveloppe 18 s'étend à un mee niveau que le transformateur de courant 82 de la mène phase. Le départ 78 à la sortie de chaque transformateur de courant 82 se trouve au meme niveau que la barre correspondante du jeu de barres 70. Sur la figure 13, le départ 78 de chaque phase peut être mis à la terre au moyen d'un sectionneur de terre 86, logé dans un deuxième carter 88 additionnel. Le premier carter 80 de logement des transformateurs de courant 82 est intercalé verticalement entre la cellule principale 72 alimentée par le jeu de barres 70 et le deuxième carter 86 additionnel pour la mise à la terre des départs 73. Le deuxième carter 88 comporte à sa base, un mécanisme 90 de commande des sectionneurs de terre 86 des trois phases. REVINDI CATI ONS 1. Appareillage électrique multipolaire, notamment pour un réseau à moyenne ou à haute tension, ayant une pluralité de pôles (12 à 16) identiques incorporés dans une enveloppe 18 commune et étanche, remplie ae gaz isolant à rigidité diélectrique élevée, tel que l'hexafluorure de soufre, et un mécanisme (22) de manoeuvre de l'équipage mobile des différents pôles pour actionner l'appareillage entre les positions d'ouverture et de fermeture, chaque pàle comprenant un dispositif de contacts séparables (28. 30, 42, 44) délimitant un intervalle de coupure lors de la séparation des contacts, un premier conducteur (24) d'amenée de courant en liaison électrique avec 1 un des contacts (2, 44) et un deuxième conducteur (26) d'amenée cie courant en liaison électrique avec l'autre contact (30, 42), caractérisé en ce que les intervalles de coupure de tous les pôles sont agencés en aligneent et échelonnés à intervalles réguliers le long d'une direction parallele à l'axe longitùdinal de ladite enveloppe 18 ayant une forme cylindrique allongée, et que les premier et deuxième conducteurs (24, 26) d'amenée de courant de claque pôle s 'étendent parallèlement l'un à l'autre en étant separés par un décalage axial prédéterminé, ménagé dans la direction de l'axe longitudinal, la distance d'isolement (1) à l'intérieur de l'enveloppe 18 entre le premier conducteur 24 d'amenée cie courant, et le deuxième conducteur (2s) d'amenée de courant ;e aeu pôles consécutifs (12, 14 14. 15), étant inferieure à l'intervalle (L) d'isolement dans l'air entre les plages extérieures de raccordement des conducteurs (24, 26) situes d'un même côté de l'enveloppe (18). 2. Appareillage électrique multipolaire selon la revendication 1, caractérise en ce que le mécanisme de manoeuvre 22 est accouplé mécaniquement à au moins une tige de comilanae (34, 34 a, 34 D) en matériau isolant s'étendant à l'intérieur de l'enveloppe (13) selon une direction parallnle à l'axe longitudinal, et que les contacts mobiles (2S, 44) sont actionnés simultanément par ladite tige pour assurer une manoeuvre en ligne des trois poies (12 à 16). 3. Appareillage électrique multipolaire selon la revencication 2, caractérise en ce que l'enveloppe 18 commune est réalisée en matériau isolant, et que les premier et deuxième conducteurs (24, 25) d'amenée de courant de chaque pôle (12 à 16) traversent à étanchéité la paroi de l'enveloppe 18 en s'êtendant perpendiculairement à la tige de commande (34, 34 a, 34 b). 4. Appareillage électrique multipolaire selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le contact mobile 128) de chaque pôle (12 à 16) est monté à pivotement sur un support (32) conducteur porté par la partie interne du premier conducteur (24) d'amenée cie courant, et que le contact fixe (30) est solidarise au deuxième conducteur (20) d'amenée de courant en étant aligné avec ledit support (32) selon une direction parallèle à la tige de commande (34). 5. Appareillage électrique multipolaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tige de commande (3-:) et l'axe de pivotement du contact mobile (28) de chaque pôle (12 à 16) se trouvent de part et d'autre de 1 'axe longitudinal de l'enveloppe (18). 6. Appareillage électrique multipolaire selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le contact mobile 444) de chaque pôle (12 à 16) est monté à coulissement le long de l'axe longitudinal de l'enveloppe (1 & cylindrique, et est solidarisé à un piston (46) mobile de compression d'un dispositif de soufflage actionné par ladite tige ae commande (34 a, 34 b), de manière à provoquer la séparation des contacts (42, 44) alignés, et le soufflage de l'arc tiré dans l'intervalle de coupure. 7. Appareillage électrique multipolaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que le contact mobile (44) coulissant est for par une broche conductrice coopérant avec un contact glissant 50 fixé au premier conducteur (24) d'amenée de courant autour d'un orifice (52) axial de passage de la broche, et que le piston 46 mobile de soufflage se déplace le long de la paroi interne cylindrique de l'enveloppe (18) pour confiner un volune pistonnable (54) avec la partie cylindrique du premier conducteur (24) d'amenée de courant, ledit piston (46) étant équipé d'une buse (48) de soufflage entourant coaxialement l'intervalle de coupure lors de la séparation des contacts (42, 44). 8. Appareillage électrique selon l'une des revendications précédentes appliqué à un réseau aérien triphasé, caractérisé en ce que l'appareillage est disposé verticalement ou horizontalement sur un pylône du réseau au moyen d'organes de fixation 66, l'écartement entre les conducteurs de phase R, S, T, du réseau correspondant sensiblement à l'intervalle L entre les plages de raccordement situées d'un ìnême côté de l'enveloppe (13). 9. Appareillage électrique selon l'une des revendications1 à à 7, appliqué à un poste électrique de distribution ayant un jeu de barres triphasé et une pluralité de cellules principales tricases associées à un systole de départs à câbles, caractérisé en ce que les différentes cellules (72, 74, 75) sont disposées côte à côte telles que les départs (78) sont agencés du neme côté ou du côté oppose du jeu de barres. 10. Appareillage électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un carter additionnel (80, 88) est associé à chaque cellule principale triphasée pour le logement de transformateurs de courant (82) ou de sectionneurs de terre (86).