Brevet FR2618081A1 — publié le 19890120

UNITE DE DETOXICATION D'APPAREILLAGE ELECTRIQUE A HEXAFLUORURE DE SOUFRE L'invention est relative à une unité dedétoxicationd'appareils électriques ayant une enceinte étanche remplie d'hexafluorure de soufre; L'extension rapide de l'emploi de l'hexafluorure de soufre dans le domaine de la construction électrique, notamment dans les disjoncteurs électriques, pose des problèmes de pollution et de toxicité notamment lors du déclassement des appareils et de leur destruction. Sous l'action d'un arc électrique une fraction de l'hexafluorure de soufre est décomposée par suite de réactions de dissociation et d'ionisation, et il se forme des produits de décomposition dont certains sont gazeux et d'autres solides. Parmi les produits de décomposition gazeux présentant une certaine toxicité, il convient de noter le fluorure de thionyle (SOF2), le fluorure de sulfuryle (S02F2) et le tétrafluorure de carbone (CF4). La présence de filtres dans les appareils, notamment dans les disjoncteurs moyenne tension permet de limiter la teneur en produit de décomposition, mais il est clair que le gaz doit être traité avant d'être rejeté dans l'atmosphère. Les produits de décomposition solides sont essentiellement des fluorures métalliques, notamment de cuivre et d'aluminium et ils se présentent sous forme de poudre se déposant sur les parois de l'enveloppe. Les risques d'intoxication sont moindres mais un minimum de précaution est indispensable et ces produits doiventêtre neutralisés avant d'être rejetés. Avant toute destruction d'un appareil électrique à lJhexafluorure de soufre, notamment de pôles d'appareils de coupure tels que des contacteurs ou disjoncteurs, il est indispensable de traiter ces pôles pour éliminer toute toxicité. La demande de brevet français (cas 1582) a fait connaître un procédé et un dispositif de détoxication permettant le traitement des appareils usagers sur place, ce qui évite un transport souvent dangereux et difficile à réaliser. Ces nécessaires de traitement sont adaptés à la détoxication d'un nombre limité d'appareils, mais dans quelques années se posera le problème de destruction massive des équipements obsolètes ayant terminé leur cycle d'utilisation. La présente invention a pour but de permettre la réalisation d'une unité de traitement capable d'être utilisée pour la destruction d'un nombre important d'appareils usagers, cette unité pouvant être installée à poste fixe ou éventuellement être montée sur des véhicules routiers permettant un traitement au niveau des centres utilisateurs où sont rassemblés les équipements à détruire. L'unité de détoxication selon la présente invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un poste de traitement susceptible de recevoir un ou plusieurs appareils à traiter, ledit poste étant équipé d'une conduite de remplissage, raccordée d'une part, à un distributeur d'un liquide de neutralisation et d'autre part, pendant le traitement, à l'enceinte par un orifice de remplissage présent ou pratiqué dans la paroi de l'enceinte et d'une conduite de vidage, raccordée d'une part, à un récipient intermédiaire de stockage de l'hexafluorure de soufre gazeux et d'autre part, pendant le traitement, à un orifice de vidage de l'en'ceinte et un dispositif de traitement du gaz décomposé ou pollué, stocké dans ledit récipient, ayant une cartouche de traitement du gaz, raccordée d'une part audit récipient, et d'autre part à un groupe aspirocompresseur, -agencé pour aspirer le gaz contenu dans le récipient en le faisant circuler à travers la cartouche de traitement et à la refouler dans un container de gaz liquifié. La destruction est réalisée selon le procédé décrit dans la demande de brevet français précité, à laquelle on se réfèrera avantageusement pour de plus amples détails, et il comporte trois étapes, en l'occurrence la récupération et le traitement de l'hexafluorure de soufre décomposé, la neutralisation des produits solides de décomposition et la destruction de l'appareillage par des moyens mécaniques. L'unité de détoxication peut avantageusement traiter plusieurs appareils simultanément, et son fonctionnement peut être entièrement automatisé. Le réservoir intermédiaire de stockage du gaz décomposé, constitue un tampon entre le dispositif de purge du gaz et le dispositif de traitement de l'hexafluorure de soufre décomposée. Cé récipient intermédiaire de stockage peut être un gazomètre classique ou une poche ou ballon à paroi souple, gonflée par le gaz stocké.Après traitement le gaz est stocké dans des containers sous forme liquide et il peut être réutilisé dans de nouveaux appareils. L'unité de traitement comporte des systèmes de raccord permettant l'échange rapide de la cartouche de traitement et/ou le raccordement des appareils devant être détoxiqués. Un compteur du débit de gaz traité signale l'obligation d'un remplacement de la cartouche de traitement après un volume prédéterminé de gaz traité. La cartouche absorbante comporte avantageusement un tamis moléculaire, et un filtre à base de chaux'sodée qui assure la neutralisation des produits toxiques. Le liquide de neutralisation, par exemple une solution basique, est contenu dans un bac de stockage ou est fabriqué par passage d'eau sur une cartouche de neutralisation raccordée à l'appareil à traiter L'introduction du liquide de neutralisation dans l'appareil chasse le gaz vers le récipient de stockage, et cette introduction est stoppée lorsque l'appareil est rempli de préference, d'une manière automatique par un capteur de niveau. Le liquide de neutralisation est maintenu dans l'appareil pendant une durée prédéterminée, par exemple de deux jours, afin de neutraliser les produits de décomposition solide. L'appareil est ensuite vidé et le liquide de neutralisation est récupéré dans un bac de récupération pour être réutilisé ou jeté s'il est use. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, de deux modes de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatifs et représentés aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une unité de détoxication selon la présente invention; - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figurez illustrant une variante de réalisation. Sur les figures, un appareil électrique 10 rempli d'hexafluorure de soufre, notamment un pôle d'un disjoncteur électrique moyenne tension comporte à sa partie supérieure un orifice 12, équipé d'une valve 14. L'orifice 12 peut être l'orifice de remplissage du pôle 10, ou tout autre orifice prévu ou percé dans la paroi du pôle 10. Le pôle 10 comporte un deuxième orifice 16 de remplissage prévu dans la paroi du pôle, ou percé spécialement pour l'opération de détoxication.L'unité de traitement selon l'invention comporte un bac 18 de stockage du liquide de neutralisation, notamment une solution basique, auquel sont raccordées par l'intermédiaire de vannes 20, notamment à commande électrique, des conduites de remplissage 22 susceptibles d'être raccordées chacune à un orifice de remplissage 16 d'un pôle 10. Le nombre de conduites de remplissage 22 détermine le nombre de pôles 10 pouvant être traités simultanément, les vannes 20 et conduites de remplissage 22 non utilisées étant bien entendu maintenues fermées. A chaque conduite de remplissage 22 correspond une conduite de vidage 24 qui communique par l'intermédiaire d'un clapet de non retour 26 avec un gazomètre 28. Les conduites de vidage 24 sont reliées à l'orifice de vidage 12 des pôles 10. Les connexions se font avantageusement par l'intermédiaire de raccords rapides (non représentés) permettant la mise en place rapide des pôles 10 au poste de traitement. Ces raccords rapides provoquent l'ouverture du clapet 14, pour mettre en communication l'intérieur du pôle 10 avec le gazomètre 28 dès la mise en place du raccord. Les orifices 14,16 sont disposés à la partie supérieure du pôle 10, et le bac de stockage 18 est disposé au dessus de ces orifices pour obtenir un écoulement par gravité du liquide de neutralisation dans le pale 10 dès l'ouverture de l'électro-vanne 20 correspondante.Le remplissage du pôle 10 provoque une expulsion du gaz, en particulier de l'hexafluorure de soufre, à travers la conduite de vidange 24 vers le gazomètre 28. Un détecteur de niveau schématiquement représenté par un contact électrique 30, détecte le remplissage du pôle 10 par le liquide de neutralisation et provoque la fermeture automatique de l'électro-vanne 20 correspondante. Lorsque la pression intérieure du pôle 10 est supérieure à la pression atmosphérique, l'écoulement du gaz vers le gazomètre 28 s'effectue dès le raccordement de la conduite de vidage 24, et se poursuit jusqu'à ce que la pression intérieure devienne égale à la pression atmosphérique. La partie restante du gaz est chassée par l'introduction du liquide de remplissage de la manière décrite ci-dessus. Au gazomètre 28 est raccordé par une conduite 34, un circuit de traitement 32 du gaz décomposé comprenant en série, un compteur de débit 36, une cartouche de traitement de gaz 38, un limiteur de débit 40 et un groupe aspiro-compresseur 42 qui refoule le gaz traité dans un container 44 de stockage. Dans la cartouche de traitement 38 le gaz passe d'abord, par un tamis moléculaire notamment d'alumine activée, puis par un filtre à base de chaux sodée. Le débit dans le circuit de traitement 32 doit être relativement faible, et ce débit est limité par l'orifice restreint 40. Le fonctionnement du groupe aspiro-compresseur 42 est piloté par des détecteurs 45 associés au gazomètre 28, de manière à mettre en route le groupe 42 lorsque le remplissage du gazomètre 28 atteint un seuil prédéterminé et à arrêter le groupe 42 lorsque le gazomètre 28 est vide.A l'amont et à llaval de la cartouche de traitement 38 sont intercalées des vannes 46 permettant l'enlèvement et l'échange de la cartouche 38 tout en maintenant l'unité de traitement prête à fonctionner. Au poste de traitement est également disposé un bac de récupération 48 dans lequel peut être vidé le liquide de neutralisation contenu dans le pôle 10, bien entendu après déconnexion des conduites 22,24. Le bac de récupération 48 communique avec le bac de stokage 18 par une conduite de refoulement 50 et une pompe 52, dont la mise en route est pilotée par un détecteur de niveau 54. Le groupe 42 comprime le gaz traité et le liquifie pour le stocker sous forme liquide dans le container 44 dont le remplissage est signalé par un indicateur 56. Le container 44 peut être déConnecté du circuit de traitement 32, pour transporter le gaz à son lieu de réutilisation. L'unité de traitement fonctionne de la manière suivante L'appareil ou le pale 10 ou les appareils à traiter sont raccordés aux conduites de remplissage 22, et aux conduites'de vidage 24. Dès la connexion des conduites de vidage 24, le clapet 14 s'ouvre pour laisser échapper le gaz souspression du pôle 10 vers le gazomètre 28. Pour chasser le résidu de gaz dans le pôle 10, on ouvre l'électro-vanne 20 pour admettre le liquide de neutralisation 18 à l'intérieur du pôle 10. L'introduction du liquide de neutralisation chasse le gaz vers le gazomètre 28, et dès le remplissage complet du pôle 10 par le liquide de remplissage, l'électro-vanne 20 est fermée sur commande du capteur 30.Le liquide de neutralisation est maintenu dans le pôle 10 pendant le temps nécessaire à la neutralisation, ce pôle pouvant rester au poste de traitement, ou de préférence être déconnecté des conduites 22,24 pour permettre le traitement d'un autre appareil pendant le temps d'action du liquide de neutralisation. Après l'opération de neutralisation des produits solides de décomposition contenus dans le pôle 10, ce dernier est vidé, par exemple par simple renversement dans un bac de récupération 48. Le liquide contenu dans le bac de récupération 48 est contrôlé régulièrement, et si son pouvoir de neutralisation est encore suffisant, il est réinjecté par la pompe 52 dans le bac de remplissage 18. La mise en route de la pompe 52 est pilotée par le capteur du niveau 54, d'une manière bien connue des spécialistes.Lorsque le liquide de neutralisation est épuisé, il est rejeté et remplacé par une nouvelle solution. Les clapets 26 évitent tout reflux du gaz stocké dans le gazomètre 28, par les conduites 24, soit vers le pôle 10, soit vers l'atmosphère lorsque le pôleestdéconnecté. Le remplissage du gazomètre 28 est détecté par le capteur 45 qui provoque la mise en route du groupe aspiro-compresseur 42. Le gaz aspiré s'écoule à travers le compteur 36, la cartouche adsorbante 38 de traitement, le limiteur de débit 40 vers le container 44. Le capteur 45 arrête le groupe 42 dès que le gazomètre 28 est vidé. Le groupe 42 est également arrêté automatiquement lorsque le capteur 56 signale le remplissage du container 44. Le gaz traité est stocké dans le container 44 et analysé pour contrôler sa pureté biologique et sa composition chimique. Le compteur 36 mesure le volume traité et signale l'état de la cartouche adsorbante 38 qui doit être remplacée périodiquement. Le fonctionnement de l'unité de traitement est entièrement automatique et, elle est capable de traiter plusieurs appareils 10 simultanément. La figure 2 illustre une variante de réalisation dans laquelle les mêmes numéros de référence sont utilisés pour désigner des éléments identiques ou analogues à ceux de la figure 1. L'unité de traitement illustrée par la figure 2, comporte une poche ou un ballon 58 de stockage du gaz décomposé ayant une paroi souple. L'avantage du ballon 58 à paroi souple, est que ce récipient na aucune tenue mécanique à la dépression, et peut être vidé complètement sans faire appel à une pompe à vide. Le liquide de neutralisation des produits solides de décomposition est fabriqué sur place en faisant écouler de l'eau amenée par une conduite 60, par une cartouche de neutralisation 62, dont la sortie est raccordée à l'orifice de remplissage 16. Des vannes 64,66 disposées en-amont et en aval du ballon 58 permettent une isolation et éventuellement une déconnexion de ce dernier. L'unité selon la figure 2 est notablement plus simple et moins automatisée que celle illustrée par la figure 1 et son fonctionnement nécessite une surveillance. Après raccordement du ballon 58 au pôle 10, le gaz décomposé s'échappe vers le ballon 58 dont la vanne de vidage 66 est fermée. De la manière décrite ci-dessus, le résidu de gaz est chassé du pôle 10 par admission du liquide de neutralisation fabriqué par l'écoulement de l'eau sur la cartouche de neutralisation 62. Après remplissage du pale 10 par le liquide de neutralisation, l'arrivée d'eau est interrompue et la vanne 64 d'admission de gaz pollué dans le ballon 58 est fermée. Le liquide de neutralisation reste pendant la durée prédéterminée dans le pôle 10, lequel est par la suite vidé dans le bac de récupération 48 de la manière décrite ci-dessus. En ouvrant la vanne 66 et en mettant en route le groupe aspiro-compresseur 42, on vide le ballon 58 en faisant écouler le gaz décomposé à travers la cartouche adsorbante 38 vers le container 44 où ce gaz est stocké L'aplatissement du ballon 58 signale l'évacuation complète du gaz et le surveillant arrête le groupe aspiro-compresseur 42. L'unité peut bien entendu traiter plusieurs appareils ou pôles 10 simultanément, le volume du ballon 58 étant augmenté en conséquence. il est également possible de déconnecter le ballon 58 pour l'amener en un emplacement différent de traitement du gaz décomposé. Cette unité simplifiée peut bien entendu être équipée de certains automatismes ou indicateurs décrits en détail en référence à la figure 1 ou être équipée d'un bac de stockage du liquide de neutralisation, du type illustré par la figure 1. Les pôles 10 vidés et neutralisés sont détruits mécaniquement sans précaution spéciale. Les cartouches adsorbantes 38 épuisées, sont neutralisées et détruites ou stockées sans application spéciale. L'invention est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit. REVENDICATIONS Unité de détoxication d'appareils électriques (10) ayant une enceinte étanche remplie d 'hexafluorure de soufre, caractérisée en ce qu'elle comporte un poste de traitement susceptible de recevoir un ou plusieurs appareils (10) à traiter, ledit poste étant équipé d'une conduite de remplissage (22), raccordée d'une part à un distributeur (18,60) d'un liquide de neutralisation, et d'autre part, pendant le traitement, à l'enceinte par un orifice de remplissage présent ou pratiqué dans la paroi de l'enceinte et d'une conduite de vidage (24), raccordée d'une part à un récipient intermédiaire (28,58) de stockage de l'hexafluorure de soufre gazeux et d'autre part, pendant le traitement, à un orifice de vidage (12) de l'enceinte (10) et un dispositif de traitement du gaz décomposé ou pollué, stocké dans ledit récipient (28,58), ayant une cartouche de traitement (38) du gaz, raccordée d'une part audit récipient (28,58) et d'autre part à un groupe aspiro-compresseur (42), agencé pour aspirer le gaz contenu dans le récipient (28,58) en le faisant circuler à travers la cartouche de traitement (38) et à le refouler dans un container (44) de gaz liquifié. 2. Unité de détoxication selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un bac de récupération (48), placé audit poste de traitement pour recevoir à la fin du traitement le liquide contenu dans 1' enceinte (10), ledit bac de récupération communiquant avec ledit distributeur, constitué par un bac de stockage (18), par un circuit de réinjection du liquide de neutralisation. 3. Unité de détoxication selon la revendication 1 ou 2,caractérisée en ce que ladite conduite de remplissage (22) est dotée d'une électrovanne (20), pilotée par un détecteur de remplissage (30) de l'enceinte (10) pour obturer le conduit de remplissage lorsque l'enceinte est remplie de liquide de neutralisation. 4. Unité de détoxication selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisée en ce que la conduite de vidage (24) est dotée d'un clapet de retenue (26) pour empêcher tout reflux du gaz vers l'enceinte (10). 5. Unité de détoxication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de traitement comporte un compteur de débit (36) pour signaler la quantité de gaz traité et l'obligation de changement de la cartouche de traitement (38). 6. Unité de détoxication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit récipient de stockage est un gazomètre (28) équipé d'un détecteur de niveau (45) qui commande la mise en route et l'arrêt du groupe aspiro-compresseur (42) en fonction du remplissage du gazomètre. 7. Unité de détoxication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit récipient de stockage est un ballon ou une poche (58) à paroi souple susceptible d'être gonflé par le gaz stocké. 8. Unité de détoxication selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit distributeur de liquide de neutralisation comporte une cartouche de neutralisation (62) raccordée d'une part à une amenée d'eau et d'autre part à ladite conduite de remplissage.