Brevet FR2629629A1 — publié le 19891006

DisJoncteur à haute tension à transformateur de courant incorporé. La présente invention est relative à un disjoncteur à haute tension à transformateur de courant incorporé. Chacune des phases d'un disjoncteur, pouvant comprendre une ou une plusieurs chambres de coupure en série, est nécessairement associée à un transformateur de courant, utilisé pour la commande et les mesures. Dans la suite, par souci de simplification de ltexposé, on ne décrira que des disjoncteurs à une seule chambre de coupure par phase, mais ceci ne limite en rien la portée de l'invention. Le plus couramment le transformateur de courant est placé à côté de la chambre de coupure dont il mesure le courant, sur un socle de béton. Le coût de réalisation d'un tel massif grève de manière importante le prix de l'équipement. On a envisagé de disposer le transformateur de courant au-dessus de la chambre de coupure, mais cette solution présente l'inconvénient d'allonger de manière prohitive la hauteur du disjoncteur. On a proposé de placer le transformateur de courant de manière suspendue le long de la chambre de coupure du disjoncteur. Cette solution n'est applioable que pour les tensions relativement basses et ne l'est plus aux hautes et très hautes tensions. Par ailleurs, elle nécessite un remplissage séparé de gaz diélectrique et un contrôle de cette pression, distinct du contrôle de la pression du disjoncteur. Cette disposition est donc onéreuse. Un but de l'invention est de réaliser un disjoncteur avec transformateur de courant incorporé, de prix de revient modéré, ne nécessitant ni massif supplémentaire, ni contrôle distinct de la pression de gaz diélectrique, et dont l'encombrement ne soit pas prohibitif. L'invention a pour objet un disjoncteur à haute tension à isolement par gaz diélectique, comprenant une structure support, un dispositif de commande, une première colonne isolante renfermant une tringle de manoeuvre reliée audit dispositif de commande, et une seconde colonne surmontant ladite première colonne, dans le prolongement de celle-ci et constituant une chambre de coupure, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre inséré entre ladit,e première et ladite seconde colonne, en communication gazeuse avec lesdites colonnes, traversée par ladite tringle de manoeuvre et renfermant un bobinage constituant le circuit secondaire d'un transformateur de courant, à travers lequel passe un conducteur parcouru par le courant traversant le disjoncteur, ledit conducteur constituant le circuit primaire du transformateur de courant, ladite chambre comprenant une traversée étanche par laquelle ledit conducteur s'étend à l'extérieur. Avantageusement, le bobinage est supporté par une paire de tubes coaxiaux métalliques, au potentiel de la masse, remplis de gaz diélectrique, l'espace entre les tubes renfermant des câbles de liaison dudit bobinage secondaire, le tube intérieur renfermant au moins une partie de la tringle de manoeuvre du disjoncteur. D'autres particularités constructives de l'invention ressortiront de la description ci-après de deux modes de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation d'un disjoncteur à transformateur de courant incorporé selon l'invention montrant la disposition de la chambre entre les colonnes. - La figure 2 est une vue en élévation en coupe axiale partielle d'une chambre selon un premier mode de réalisation de l'invention. - La figure 3 est une vue en élévation en coupe axiale partielle d'une chambre selon un second mode de réalisation de l'invention. - La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 1 représente en élévation un disjoncteur à haute tension comprenant, placée sur un massif en béton 1, une structure métallique 2 sur laquelle reposent une commande 3, une première colonne isolante 4 et une seconde colonne isolante 5 enfermant des organes de coupure (chambre de coupure). Selon une caractéristique de l'invention, une chambre 7 est insérée entre la colonne support 4 et la chambre de coupure 5. Le courant amené par un câble 8 pénétre dans le disjoncteur, de manière classique, par une prise 9 à la partie supérieure de la chambre de coupure. Le courant repart, par un câble 10 relié à une prise 11 placée sur la chambre 7. Les colonnes et la chambre sont remplies de gaz diélectique qui circulent librement. La figure 2 montre un premier mode de réalisation de la chambre et de la disposition des éléments du transformateur de courant. La chambre 7, en métal comprend une portion cylindrique 7A venant s'adapter de manière étanche à la partie inférieure de la chambre de coupure, et une portion 7B en forme de coupe pour s'ajuster au diamètre de la colonne support 4, à laquelle elle est fixée de manière étanche. La portion cylindrique 7A possède avantageusement un couvercle 7C percé de trous 100 pour la communication des gaz entre la chambre de coupure et le transformateur de courant à travers une boite 101 remplie de tamis moléculaire pour la régénération du gaz pollué provenant de la chambre de coupure. Un bobinage 15 constitue le secondaire d'un transformateur de courant ; il est fixé à un plateau métallique 16. Le plateau est maintenu en place par deux tubes-coaxiaux 19 et 20 s'évasant en deux coquilles. Ces tubes, métalliques, au potentiel de la masse, remplis de gaz diélectrique, sont utilisés non seulement comme support de bobinage 15 mais également pour enfermer les câbles 21, 22de sortie basse tension du bobinage 15. Le courant du disjoncteur est amené de la chambre de coupure par un tube 25, disposé dans l'axe du disjoncteur et traversant le bobinage 15 pour constituer le primaire du transformateur de courant. A sa sortie du bobinage, le tube 25 est scindé en deux parties. Une partie 25A traverse la paroi de la chambre 7 et est relié à la prise de sortie 10 du disjoncteur. Une autre partie 25B est solidarisé à la chambre 7 et contribue à la solidité mécanique de l'ensemble. Dans le cas où la plaque 7C est isolée électriquement du conducteur 25, il ne sera plus nécessaire à la partie 25A de traverser la paroi de la chambre 7. La prise 11 sera fixée directement sur 7 sans sortie d'étanchéité. La tringle 26 de commande du disjoncteur, en matériau isolant, est placée à l'intérieur des tubes 25 et 20. Elle peut être guidée, à l'intérieur du tube 25 au moyen de manchons tel que 28 coopérant avec des anneaux 29 ou grâce à toute autre espèce de pièce de guidage. La disposition qui vient d'être décrite satisfait parfaitement aux exigences de robustesse mécanique, d'isolement et de sureté de fonctionnement. La hauteur supplémentaire du disjoncteur est faible, de l'ordre du mètre. Les figures 3 et 4 concernent une variante de réalisation de la chambre et de la disposition des divers éléments. La chambre 70 a une forme bombée et vient s'adapter de manière étanche à la colonne support 4 et à la colonne 5 enfermant la chambre de coupure. Elle est réalisée en métal conducteur et possède un couvercle 71 qui reçoit le courant traversant le disjoncteur (tresse 72). Le primaire du transformateur est constitué par une pièce conductrice allongée 73 (tige ou tube) solidarisée à une paroi de la chambre 70 et traversant la paroi opposée où elle est reliée à la prise 10 de sortie du disjoncteur, et isolée électriquement de la chambre 70 par le manchon isolant 90. Le bobinage 80 constituant le circuit secondaire est toujours soutenu par deux tubes coaxiaux, 81 et.82, au potentiel de la masse, remplis de gaz diélectrique. L'espace entre les tubes sert à placer les câbles 83 et 84 de liaison du bobinage secondaire 80. La tringle de manoeuvre du disjoncteur possède une portion isolante 85A reliée aux organes mobiles de la chambre de coupure. Elle est reliée en outre par un palonnier métallique ou non 86 qui enjambe le bobinage 80, à une portion 85B, métallique, qui passe dans l'axe du tube intérieur 84. Pour permettre le débattement du palonnier, des lumières 87 sont pratiquées dans les tubes. Cet autre mode de réalisation de l'invention présente les mêmes avantages que le précédent, avec en outre un peu plus de légèreté. Dans les variantes décrites, il est possible d'augmenter le nombre d'ampères tours primaires en utilisant le retour de courant par la paroi 7A ou 70. Le conducteur 25 de la figure 2 sera ainsi formé par exemple de 2 tubes concentriques intérieur et extérieur. Le tube 25 intérieur est relié électriquement à la chambre de coupure par sa partie supérieure et à la paroi 7A par sa partie inférieure. La partie supérieure de la paroi 7A est reliée électriquement à la partie supérieure du tube 25 extérieur. La partie inférieure de ce dernier tube, isolée de la paroi 7A, traverse cette dernière de façon étanche pour être fixée sur 10 et 11. On multiplie ainsi par 2 le nombre des ampères tours primaires. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur à haute tension à isolement par gaz diélectique, comprenant une structure support, un dispositif de commande, une première colonne isolante renfermant une tringle de manoeuvre reliée audit dispositif de commande, et une seconde colonne surmontant ladite première colonne, dans le prolongement de à celleci et constituant une chambre de coupure, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre (7 ; 70) insérée entre ladite première (4) et ladite seconde (5) colonne, en communication gazeuse avec lesdites colonnes, traversée par ladite tringle de manoeuvre (26 ; 85A, 85B) et renfermant un bobinage (15, 80) constituant le circuit secondaire d'un transformateur de courant, à travers lequel passe un conducteur (25, 73) parcouru par le courant traversant le disjoncteur, ledit conducteur constituant le circuit primaire du transformateur de courant, ladite chambre comprenant une traversée étanche par laquelle ledit conducteur s'étend à l'extérieur. 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bobinage (15, 80) est supporté par une paire de tubes coaxiaux (19, 20 ; 81, 82) métalliques, au potentiel de la masse remplis de gaz diélectrique, l'espace entre les tubes renfermant des câbles de liaison (21, 22 ; 83, 84) dudit bobinage secondaire, le tube intérieur (20, 82) renfermant au moins une partie de la tringle (26, 85B) de manoeuvre du disjoncteur. 3/ DisJoncteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit conducteur est un tube métallique (25) coaxial aux colonnes du disjoncteur, dans l'axe duquel passe la tringle de manoeuvre, ladite tringle (26) étant en matériau isolant. 4/ Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit tube métallique (25) possède des moyens (28, 29) de guidage de la tringle. 5/ DisJoncteur selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'une partie (25B) dudit tube (25) est solidarisée à ladite chambre (7), l'autre partie (25A) traversant ladite chambre. 6/ DisJoncteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tube condcuteur (25) est isolé de la plaque (7C) fermant ladite chambre et relié électriquement à la paroi (7A) de ladite chambre, la prise de sorties (10) étant fixée directement à ladite paroi. 7/ DisJoncteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit conducteur (73) est une pièce conductrice allongée, reliée mécaniquement et électriquement à ladite chambre (70), disposée perpendiculairement à l'axe des colonnes, ladite chambre étant associée à des moyens de liaison (72) pour y faire passer le courant du disjoncteur. 8/ Disjoncteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tringle de manoeuvre comporte une portion métallique (85B) placée dans le tube intérieur (82) support de bobinage et reliée, par un palonnier (86) enjambant le bobinage, (80) à une portion de tringle isolante (85A) reliée aux organes mobiles de la chambre de coupure. 9/ Disjoncteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les tubes (87, 82) support du bobinage possèdent des lumières (87) autorisant le débattement du palonnier.