Brevet FR2663474A1 — publié le 19911220

DISJONCTEUR A VARISTANCE POUR LIGNE A HAUTE TENSION La présente invention est relative à un disjoncteur à varistance utilisable pour les lignes à haute tension. Dans le transport d'énergie électrique à longue distance et à haute tension, on utilise souvent des condensateurs en série pour le réglage de la tension et de la puissance réactive. Le schéma de principe d'une telle ligne est représentée dans la figure 1, avec la signification suivante des lettres: L : ligne principale à haute tension L2, L3: lignes secondaires à haute tension S1, S2 : sources d'alimentation de la ligne D1, D2, ... D6 : disjoncteurs de protection CS1, CS2 : condensateurs série Les condensateurs série CS1, CS2 sont protégés en cas de défaut par des varistances V1, V2 connectées à leurs bornes. Lors d'un défaut, par exemple en un point M situé en amont du condensateur CS2 par rapport à la source S2, l'ouverture du disjoncteur D3 peut entraîner des surélévations de tension importantes à ses bornes, c'est-à-dire en A et B. En cas d'oscillations en opposition de phases, la tension résultante aux bornes du disjoncteur D3 devient très importante et peut dépasser 4 p.u. (On rappelle que Un, Un étant la tension de phase nominale). La tension en B aura une amplitude plus faible, mais de fréquence plus élevée. Cette surtension élevée aux bornes du disjoncteur peut ltendommager. Pour remédier à cet inconvénient, on peut envisager de surdimensionner le disjoncteur D3 pour lui permettre de couper et de tenir la tension, mais cette solution est onéreuse. On peut, de préférence, munir le disjoncteur d'une varistance; cette solution est plus économique, car elle permet de suivre facilement l'évolution du réseau. En effet, les tensions en A et B ne sont en opposition de phases que sous certaines conditions et souvent dans le cas d'un réseau complexe à son stade final d'évolution. L'adjonction de varistances au disjoncteur standard pourra n'être envisagée que lorsque le réseau aura atteint ce stade d'évolution. Mais ces varistances devront répondre à un certain nombre d'exigences. On connaît des disjoncteurs équipés de varistances. Ces varistances sont déterminées par leur seuil de protection, par exemple 1,6 p.u. et peuvent être en série ou non avec un interrupteur. On se référera à cet égard aux demandes de brevets français N" 90 02416 et 90 00492. La solution consistant à placer un interrupteur en série avec la varistance nécessite une modification du disjoncteur standard. I1 est donc préférable de disposer les varistances dans des colonnes connectées en parallèle sur les chambres de coupure. Un but de la présente invention est de définir une varistance, destinée à être placée en parallèle aux bornes d'une chambre de coupure d'un disjoncteur de ligne à haute tension, pour protéger ce disjoncteur contre les surtensions notamment en opposition de phases. L'invention a pour objet un disjoncteur comprenant, pour chaque phase, au moins une chambre de coupure, et une varistance en parallèle aux bornes de ladite chambre, caractérisé en ce que la varistance est choisie pour limiter la surtension aux bornes du disjoncteur à 3 p.u., 1 p.u. étant égal à Un, où Un est la tension nominale du réseau. En outre, la varistance est choisie pour tenir l'opposition de phases pendant plusieurs minutes. Pour limiter la dissipation d'énergie dans chacun des disques constituant la varistance, celle-ci peut être constituée de plusieurs piles de disques, les piles étant électriquement reliées en parallèle et disposées dans une colonne isolante unique ou chacune dans une colonne isolante. L'invention est précisée par la description donnée ci-après en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est un schéma représentant partiellement un réseau à haute tension, - la figure 2 représente une chambre de coupure d'un disjoncteur équipé d'une varistance selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 représente une chambre de coupure d'un disjoncteur équipé d'une varistance selon une variante de réalisation de l'invention, - la figure 4 représente une chambre de coupure d'un disjoncteur selon une autre variante de réalisation de l'invention. La figure 1 a déjà été expliquée et on n'y reviendra pas. La figure 2 représente une chambre de coupure 1 d'un disjoncteur, aux bornes de laquelle est connectée en parallèle une varistance composée d'éléments de varistance sous forme de disques 2 à base d'oxyde de zinc, placés en une seule pile 3 enfermée dans une colonne isolante 4 de préférence en porcelaine.. Comme on l'a déjà mentionné plus haut, la varistance disposée aux bornes de la chambre de coupure du disjoncteur doit pouvoir supporter l'opposition de phases à 2 p.u. pendant plusieurs minutes. Pour lui permettre de décharger rapidement surtout la charge en B du disjoncteur D3 en cas de défaut, le seuil de fonctionnement de la varistance sera, selon une caractéristique de l'invention, fixé entre 2,7 et 2,8 p.u., pour permettre de limiter effectivement la-surtension à 3 p.u. Pour augmenter la puissance admissible par disque, on choisit des disques de grande section . On peut aussi, comme il est illustré dans les figures 3 et 4, constituer la varistance par plusieurs piles de disques, de préférence deux piles 30 et 40, reliées en parallèle et disposées soit dans une même colonne isolante en porcelaine 50 (figure 4), soit dans des colonnes isolantes individuelles 51 et 52 (figure 3), disposées symétriquement et de part et d'autre de la chambre de coupure. A l'intérieur des colonnes, on trouve de l'air sec ou de l'hexafluorure de soufre (SF6). L'invention s'applique notamment aux disjoncteurs équipant les lignes à haute tension appartenant à des réseaux électriques évolués. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur comprenant, pour chaque phase, au moins une chambre de coupure, et une varistance en parallèle aux bornes de ladite chambre, caractérisé en ce que la varistance (3) est choisie pour limiter la surtension aux bornes du disjoncteur à 3 p.u., 1 p.u. étant égal à Un, où Un est la tension nominale du réseau. 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la varistance (3) est choisie pour tenir l'opposition de phases à 2 p.u. pendant plusieurs minutes. 3/ Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la varistance comprend au moins deux piles (30, 40) de disques, chaque disque (2) constituant un élément de varistance, lesdites piles étant connectées en parallèle et placées dans des colonnes isolantes distinctes (51, 52). 4/ Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la varistance comprend au moins deux piles (30, 40) de disques, chaque disque (2) constituant un élément de varistance, lesdites piles étant connectées en parallèle et placées dans une même colonne isolante (50).