Brevet FR2627334A3 — publié le 19890818

FR 2627334 A3 19890818 FR 8802261 A 19880217 POSTE ELECTRIQUE A HAUTE TENSION PREiFABRIQUE Les postes électriques comportent habituellement un transformateur qui est alimenté par une ou plusieurs arrivées à la tension la plus élevée et qui débite dans un jeu de barres à tension plus faible (moyenne tension pour les postes dits "à haute tension" et basse tension dans les postes dits "de distribution". Chaque arrivée ou départ est protégé par un disjoncteur tandis que un ou plusieurs sélectionneurs à coupure visible permettent de travailler en toute sécurité sur l'installation et que des transformateurs de faible puissance mais capables de supporter la pleine tension alimentent les appareils de comptage et de protection. L'ensemble est, soit étalé sur le terrain, soit placé sur plusieurs niveaux dans un bâtiment mais, dans un cas comme dans l'autre, I'encombrement est rendu considérable par les grandes dimensions des bornes, notamment celles qui sont du type extérieur et, de ce fait, doivent supporter la pluie, la neige et le givre. La disposition en cellules métalliques préfabriquées permet. de gagner un peu de place mais, d'une part elle ne conduit pas à une réduction de coût, d'autre part, dès que l'on quitte le domaine des moyennes tensions pour aborder celui des hautes tensions, les cellules prennent des dimensions teilles qu'il est difficile de les transporter complètement montées et que par conséquent leur préfabrication perd son intérêt. Suivant l'invention, tout ou partie de l'ensemble du matériel du poste, c'està-dire le transformateur principal 1, les transformateurs de mesure 17 et 18, les jeux de barres 12 et éventuellement 30, ainsi que les disjoncteurs 4, 14 et éventuellement 28, 28a, sont placés dans une enceinte unique garnie d'un fluide de qualité diélectrique telle que les distances d'isolation puissent être réduites. Suivant l'invenion, ce fluide est gazeux de manière à permettre de voir distinctement, grâce à des hublots 26, 27 et éventuellement 36, 37 de l'enveloppe, I'espacement des contacts des disjoncteurs qui réalisent les coupures. De manière également à réduire la pollution par les arcs de coupure qui, dans le cas de l'huile, serait gênante. Suivant l'invention, le fluide gazeux est mis en circulation à travers les enroulements du transformateur et, éventuellement (si ses dimensions sont suffisantes pour le justifier) dans des évents de son circuit magnétique, pour en assurer le refroidissement. A cet effet, il passe dans un circulateur-échangeur 19 qui transmet les calories à de l'eau ou à l'air ambiant. Cet appareil est pourvu d'un système d'épuration constitué par des produits chimiques qui absorbent à la fois l'humidité et les gaz nocifs produits par les arcs de coupure. Suivant l'invention, les qualités diélectriques ainsi que les coefficients d'échange thrmique sont tous les deux améliorés ~ par ltétablissement d'une surpression. Suivant l'invention, on profite de l'amélioration des qualités diélectriques dues à la surpression pour obtenir le pouvoir de coupure voulu des disjoncteurs 4, 14 et éventuellement 28, 28a, en prévoyant seulement l'envoi d'un jet de gaz à une pression supérieure à celle de l'enceinte dans l'axe et/ou autour des contacts fixes 5 et 13. La figure I représente une vue de dessus et la figure 2 une vue en élévation d'un . poste électrique à une seule arrivée à haute tension qui a été conçu suivant l'invention et dont l'enveloppe étanche 25 est supposée enlevée. Le transformateur I qui, sur l'exemple choisi; est du type cuirassé (bobines 2 coaxiales) reçoit la puissance par les trois câbles unipolaires 3 et par l'intermé- diaire d'un disjoncteur lui-même constitué par trois couteaux tournants (un par phase) 4 qui, dans la position fermée, établissent la connexion avec les contacts fixes 5, eux-mêmes connectés à l'une des trois bobines 2 entre lesquelles ils sont disposé et placés dans des chambres de coupure 6. Au moment de l'ouverture, ces contacts 5 recoivent dans leur axe un jet de gaz comprimé grâce à des tubes 7 reliés à l'extérieur. Les couteaux 4 sont ouverts par le jet d'air comprimé prévu pour souffler l'arc avec l'aide des verins 8 qui assurent également la refermeture. En position ouverte, les couteaux 4 butent sur les plaques isolantes 9 qui peuvent être effacées par une commande mécanique non représentée, mettant ainsi ces mêmes couteaux 4 en contact avec la tige verticale 10 elle-même mise à la masse en ce sens qu'elle est fixée sur la calotte inférieure 11. De la sorte, lorsque le disjoncteur est ouvert, les couteaux 4 peuvent, ou non, mettre à la terre les sorties des câbles 3. Le jeu de barres 12 est relié d'une part aux sorties des galettes à moyenne tension des bobines 2, et d'autre part aux plots fixes 13 de trois disjoncteurs constitués par des couteaux 14 montés comme ceux du disjoncteur à haute tension. Ces nouveaux disjoncteurs sont placés entre les bobines comme chacun des cylindres du disjoncteur à haute tension. Ils apportent leur puissance aux trois fois trois câbles unipolaires 15. Les barres 16 reliées à une barre verticale unique fixée à la calotte inférieure 11 établissent les mises à la masse des câbles en position ouverte des disjoncteurs. Les transsormateurs de tension à haute tension 17 sont placés contre le transformateur du côté du disjoncteur à haute tension. Les transformateurs de tension à moyenne tension 18 sont placés au bout du jeu de barres 12 dans la place disponible en dessous des disjoncteurs qui leur sont connectés. Les transformateurs de courant sont comme d'habitude constitués par des tores qui entourent les câbles unipolaires et ne sont pas représentés. L'ensemble de l'appareillage est fixé sur la calotte inférieure 11 qui ellemême repose sur un socle en deux parties entre lesquelles se trouvent en parallèle deux circulateurs-échangeurs-épurateurs d'air 19 tenus par des brides avec interposition de vannes 20 (de la sorte, en cas d'incident sur l'un des appareils 19, on peut l'isoler pour le réparer sans arrêter I'installation). La bride 21 de la calotte 11 reçoit une contre bride 22 et I'épaisseur de ces deux pièces est suffisante pour pouvoir faire simultanément étanchéité sur tous les câbles grâce à des trous percés à mi-épaisseur : les trous 23 pour la moyenne tension et 24 pour la haute tension. Par dessus la contre bride 22 vient se boulonner la bride de la cloche étanche et capable de résister à la pression 25. Des hublots 26 et 27 placés sur cette cloche permettent de constater que telle ou telle partie de l'installation est effectivement à la fois hors tension et connectée à la masse. La figure 3 représente une vue du dessus et la figure 4 une vue en élévation d'un poste électrique à deux arrivées et un jeu de barres à haute tension, dont l'enveloppe 25 est supposée enlevée. Les deux disjoncteurs à haute tension 28 et 28ci qui commandent les arrivées des câbles à haute tension 29 et 29a ainsi que le jeu de barres 30 auquel ils sont connectés sont placés au dessus de l'ensemble constitué par l'ensemble des autres appareils du poste. Ils sont disposés tête-bêche de part et d'autre du jeu de barres 30. La figure fait apparaître les chambres de coupure 31, les mises à la masse 32 et les plaques isolantes 33 qui peuvent être remontées par les verins 34 et qui empêchent alors les mises à la masse. Le jeu de barres 30 est réuni au disjoncteur 4 qui commande le transformateur 2 par les barres descendantes 35. Les hublots 36 et 37 permettent de voir les coupures. REVENDICAnONS Poste électrique caractérisé en ce que tous les éléments actifs du poste (en général au moins un transformateur et un disjoncteur à haute tension, un jeu de barres et plusieurs disjoncteurs à moyenne tension, des arrivées de câbles, éven tuellement des sectionneurs et des transformateurs de mesure) ou du moins une importante partie d'entre eux sont placés dans un caisson étanche rempli d'un fluide isolant. 2 - Poste électrique suivant revendication 1 caractérise' en ce que le fluide est un gaz à pression supérieure à la pression atmosphérique. 3 - * Poste électrique suivant revendication 2 caractérisé en ce que ce gaz est constitué par de l'hexafluorure de soufre ou un gaz ayant comme lui la propriété d'éteindre les arcs. 4 - Poste électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le fluide est mis en circulation à travers les enroulements du transfor mateur (et si besoin est, à travers les évents de son circuit. magnétique) grâce à un ensemble 19 constitué par un dispositif de mise en circulation et par un dispositif d'extraction des calories. 5 -. Poste électrique suivant I'une des revendications I à 4 carac térisé en ce que, sur toute ou partie des disjoncteurs, le soufflage de I'arc est obtenu par un jet de gaz à une pression supérieure à celle de cette enceinte. 6 - Poste électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la coupure de tout ou partie des disjoncteurs est visible à travers des hublots 26, 27 et éventuellement 36, 37 de l'enveloppe étanche 25. 7 - Poste électrique suivant l'une des revendications I à 6 caractérisé en ce que les fins de course des contacts mobiles se font contre des barres 10, 16 et éven tuellement 32 connectées à la masse. 8 - Poste électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé encre que l'un des disjoncteurs à haute tension 4 utilise la place laissée libre entre les bobines 2 du transformateur, un masque mobile isolant pouvant éventuellement venir empêcher cette mise à la masse. 9 - Poste électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le montage se fait sur un socle constitué par la calotte inférieure 11, I'ensemble étant ensuite coiffé par l'enveloppe 25. 10 - Poste électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que les câbles passent par des orifices 23 et 24 percés à mi-épaisseur de la bride 21 de la calotte inférieure 11 et d'une contre-bride supplémentaire 22 qui reçoit elle-même la bride de l'enveloppe 25.