Brevet FR2679710A1 — publié le 19930129

DISPOSITIF POUR LE SECTIONNEMENT DE JEUX DE BARRE ET LA MISE A LA TERRE DANS UNE INSTALLATION ELECTRIOUE DE TYPE BLINDE La présente invention concerne les installations électriques à enveloppe métallique à la terre, connues également sous les termes d'installation de type blindé. Plus précisément, l'invention a trait aux fonctions "sectionneur de jeux de barre" et "mises à la terre associées"pour une installation comprenant deux départs. Le schéma électrique d'un poste en H est représenté dans la figure 1 On y distingue, sur les arrivées Al et A 2, les disjoncteurs DI et D 2 qui peuvent être isolés par les sectionneurs 51 et 52, sur les départs Del et De 2 les disjoncteurs D 3 et D 4 qui peuvent être isolés par les sectionneurs 53 et 54, et, entre les deux branches, le disjoncteur D 5 encadré par les sectionneurs 55 et 56 Dans la suite, nous ne considérerons que la moitié d'un tel poste, par exemple la partie Pl entourée par la ligne continue L, étant entendu que le reste du poste est parfaitement identique à une symétrie près. Selon la technique connue, le poste est réalisé au moyen de composants distincts assemblés bout à bout. La figure 2 montre le demi-poste Pl, comprenant les divers composants constitutifs, qui ont reçu les mêmes références que dans la figure 1 On a désigné en outre par MALT 1, MALT 3 et MALT 5 les dispositifs pour la mise à la terre en amont des sectionneurs 51, 53 et 55 respectivement La référence 5 désigne le jeu de barres de départ. Une telle technique comporte des inconvénients essentiellement relatifs au prix de réalisation En effet, chaque élément doit être relié de manière étanche à son voisin, d'o une multiplicité des cônes -2- supports de barre, des viroles de liaison, des boulons de fixation, etc, ainsi qu'un temps de montage important En outre chaque sectionneur doit comporter un organe de manoeuvre. Un but de l'invention est de réaliser un poste permettant une grande économie dans la réalisation, tout en conservant une disponibilité de service identique. Le principe à la base de l'invention est de réduire les coûts de fabrication d'un poste par la réalisation d'un composant comprenant un équipage mobile unique pour les fonctions sectionneurs, Sl, 53, et pour les fonctions mise à la terre MALT 1, MALT 3 et MALT 5 (zone entourée par la ligne Ll dans la figure 2). La continuité de service en cas de défaillance de ce composant est identique à celle obtenue avec les équipements de type connu ayant une commande individuelle par composant. En effet, une intervention sur un sectionneur de jeu de barres d'un poste sous enveloppe métallique conventionnel nécessite la mise hors tension du jeu de barres L'économie réalisée en mettant en commun sur un seul équipage mobile les six fonctions énumérées ci-dessus ne se fait donc pas au détriment de l'exploitation En d'autres termes, la continuité du service en cas de défaillance du composant de l'invention demeure inchangée Au contraire, la continuité globale de service est améliorée du fait de la réduction du nombre de composants du poste et en particulier de celui des composants tournants (un seul au lieu de six). L'invention sera bien comprise à la description de deux modes de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel: 3 - la figure 1 est une vue schématique d'un poste en H, la figure 2 est un schéma montrant les composants constitutifs du poste de la figure 1, la figure 3 est une vue partielle d'un poste blindé dans lequel est inséré le composant selon l'invention, la figure 4 est une vue éclatée en perspective d'un composant selon un premier mode de réalisation de l'invention, les figures 5, 5 A, 6, 6 A, 7, 7 A, 8, 8 A, 9, 9 A et 10, 10 A montrent les diverses positions prises par le composant et les schémas électriques correspondants, la figure il est une vue partielle en élévation en coupe axiale d'un composant selon une variante de réalisation de l'invention, la figure 12 est une vue en coupe selon la ligne 12-12 de la figure 11. Les figures 1 et 2 ont déjà été commentées et on n'y reviendra pas. La figure 3 montre comment le composant de l'invention, désigné globalement par la référence 10, est inséré dans un poste o l'on distingue l'enveloppe il enfermant le disjoncteur Dl, l'enveloppe 13 enfermant le disjoncteur D 3 et, partiellement, l'enveloppe 15 enfermant le jeu de barres référencé 5. On aperçoit également dans la figure 3 le levier de manoeuvre 16 du composant 10, ainsi que les cadenas 17 et 18 interdisant respectivement l'ouverture des sectionneurs Si, 53 et 55, et la mise à la terre de ces sectionneurs Toute autre arrangement de verrouillage est possible. 4 - Le composant de l'invention est représenté, dans un premier mode de réalisation, en vue éclatée, dans la figure 4. On n'a pas représenté l'enveloppe métallique visible dans la figure 3 o elle est référencée 20. A l'intérieur de l'enveloppe, on trouve un ensemble fixe comprenant trois cônes isolants 21, 23 et , traversés par les conducteurs de phase désignés par les lettres R, S et T Les cônes 21 et 23 sont disposés coaxialement et délimitent le composant du côté des disjoncteurs Dl et D 3 respectivement; le cône 25 a un axe perpendiculaire à celui des cônes 21 et 25 et délimitent le composant du côté du du disjoncteur D 5. Nous désigneront dans la suite par 31, 33 et 35 les groupes de barres triphasées, à l'intérieur du composant, portés respectivement par les cônes 21, 23 et 25 et correspondants aux deux départs et au jeu de barres. Les barres du jeu 31 portent des contacts mâles 31 R, 31 S et 31 T, en arc de cercle de longueur correspondant à environ 50 degrés d'arc (plus généralement de 45 à 60 degrés); de même, les barres du jeu 33 portent des contacts mâles 33 R, 33 S et 33 T en arc de cercle de 50 degrés d'arc environ; les barres du jeu 35 portent des contacts 35 R, 35 S et 35 T en arc de cercle de 100 degrés d'arc environ (plus généralement de 90 à 110 degrés); les contacts du jeu de barres 35 sont séparés des contacts des jeux 31 et 33 par une distance correspondant à environ 20 degrés d'arc (plus généralement de 15 à 30 degrés), ce qui est suffisant pour tenir la distance d'isolement. Le composant comprend un équipage mobile désigné globalement par la référence 40; ce dernier comporte un arbre 42 traversant de manière étanche l'enveloppe 20 du composant et manoeuvré à l'extérieur du composant par le levier 16. L'arbre 42 porte trois bras isolants parallèles 43 R, 43 S et 43 T; une extrémité d'un bras, par exemple le bras 43 R, porte une mâchoire de contact 44 R, conçue pour coopérer électriquement avec les contacts en arc de cercle 31 R, 33 R et 35 R; l'autre extrémité du bras 43 R porte un contact constitué d'une mâchoire 45 R en arc de cercle pouvant également coopérer avec les contacts mâles en arc de cercle précités. La mâchoire 45 R peut venir en contact avec les contacts mâles des trois groupes de barres 31, 33, 35 et, dans tous les cas, elle vient simultanément en contact avec deux de ces groupes Pour cela, la mâchoire 45 R a une forme d'arc de cercle de 140 degrés d'angle, plus généralement entre 125 et 155 degrés. Les bras 43 S et 43 T sont équipés de mâchoires de contact identiques à celles du bras 43 R désignées dans le dessins par les mêmes numéros affectés des lettres S et T respectivement. Les mâchoires 44 R, 44 S et 44 T sont réunies par un conducteur commun 48 relié à la terre. Par rotation de l'arbre 42, on peut établir les diverses configurations électriques nécessaires lors du fonctionnement d'un poste ou lors de sa maintenance. La figure 5 montre la position de l'arbre pour la configuration électrique de la figure 5 A, à savoir sectionneurs 51, 53 et 55 fermés, MALT 1, MALT 3 et MALT 5 ouverts. La figure 6 montre la position de l'arbre pour la configuration de la figure 6 A dans laquelle le sectionneur 51 et toutes les mises à la terre sont ouvertes, les sectionneurs 53 et 55 étant fermés. Cette position se déduit de la position de la figure 5 par une rotation de l'arbre de 30 degrés environ dans le sens des aiguilles d'une montre. -6- La figure 7 montre la position de l'arbre 42 pour la configuration de la figure 7 A dans laquelle le sectionneur 51 est ouvert et la mise à la terre MAL Tl effectuée, les sectionneurs 53 et 55 étant fermés et les mises à la terre MALT 3 et MALT 5 ouvertes Cette configuration, qui se déduit de celle de la figure 6 par une rotation de 30 degrés environ dans le sens des aiguilles d'une montre, correspond à l'isolation et la mise à la terre complète du départ du côté du l O disjoncteur Dl, pour sa maintenance. La figure 8 montre la position de l'arbre 42 pour la configuration électrique de la figure 8 A, à savoir départ côté disjoncteur D 3 isolé et mises à la terre ouvertes C'est la position symétrique de celle t 5 de la figure 6, la symétrie se faisant par rapport au jeu de barres 35. La figure 9 montre la position de l'arbre 42 dans la configuration électrique de la figure 8 A, à savoir départ côté disjoncteur D 3 isolé et mis à la terre; cette configuration est symétrique de celle de la figure 7. La figure 10 montre la position de l'arbre 42 pour la configuration électrique de la figure IOA, correspondant à une mise à la terre du jeu de barres 5, l'isolant du reste du circuit Cette position se déduit de celle de la figure 5 par une rotation de l'arbre 42 de 180 degrés. Les figures 11 et 12 illustrent un second mode de réalisation de l'invention dans lequel les mâchoires sont fixes et les contacts mâles mobiles Cette variante permet de réduire le nombre des contacts à 3 et d'alléger le poids de l'équipage mobile et, par suite, de réduire le coût de l'appareil. Dans les figures 11 et 12, les éléments communs à ces figures et à la figure 4 ont reçu les mêmes numéros de référence. -7- Les extrémités des barres des jeux 31, 33 et 35 sont munies de mâchoires 31 R', 31 S', 31 T' pour le jeu 31; 33 R', 33 S' et 33 T' pour le jeu 33; 35 R', 355 ' et T' pour le jeu 35, dans lequel seule la mâchoire 35 R' est visible dans la figure 12. Les mâchoires occupent un espace angulaire voisin de 20 à 25 degrés. L'arbre 42 ' de l'équipage mobile porte des bras 43 R', 43 S' et 43 T', à l'extrémité desquels sont fixées des pièces de contact 44 R', 44 S' et 44 T', reliées entre elles électriquement par une connexion non représentée dans le dessin et reliées à la terre. L'arbre 42 ' porte également des bras 51 R, 515, 51 T et 52 R, 52 S et 52 T portant des pièces de contact 53 R, 53 S et 53 T Ces pièces de contact sont de forme circulaire et s'étendent sur un angle d'environ 210 degrés, plus généralement entre 190 et 220 degrés. Les dimensions des pièces sont choisies pour respecter les distances d'isolement entre pâles (dl) et entre pâle et terre (d 2). On peut réaliser avec le composant des figures 11 et 12, les mêmes configurations que celles qui ont été décrites plus haut en référence aux figures 5 à 10 (six positions). Le composant de l'invention permet de réaliser une économie pouvant atteindre près de 70 % par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. -8 - REVENDICATIONS 1/ Composant pour poste blindé destiné à réaliser l'équivalent de trois sectionneurs triphasés disposés respectivement sur deux départs alimentant un même jeu de barres triphasé avec possibilité de mise à la terre des sectionneurs en amont de ceux-ci, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe étanche remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques, ladite enveloppe ( 20) comportant une première et une seconde ouvertures 0 fermées respectivement par un premier ( 21) et un second ( 23) cônes coaxiaux en matériau isolant, ladite enveloppe comportant une troisième ouverture fermée par un troisième cône 25 en matériau isolant, d'axe perpendiculaire à celui desdits premier et second cônes, lesdits cônes étant traversés par des jeux de barres triphasés ( 31, 33, 35) terminées à l'intérieur de l'enveloppe par des premières pièces de contact ( 31 R, 31 S, 31 T; 33 R, 33 S, 33 T; 35 R, 35 S, 35 T; 31 R', 31 S', 31 T', 33 R', 33 S', 33 T', 35 R', 35 S', 35 T'), ledit composant comportant en outre un arbre ( 42, 42 ') disposé à l'intérieur de l'enveloppe ( 20), la traversant de manière étanche et muni d'un organe de manoeuvre (( 16), ledit arbre portant un premier jeu de trois bras ( 43 R, 43 S, 43 T; 43 R', 43 S', 43 T') portant des secondes pièces de contact ( 44 R, 44 S, 44 T; 44 R', 44 S', 44 T') reliée électriquement entre elles et à la terre, lesdites secondes pièces de contact pouvant coopérer avec lesdites premières pièces de contact lorsque ledit arbre pivote, ledit arbre portant en outre au moins un second jeu de bras ( 43 R, 435, 43 T; 51 R, 51 S, 51 T, 52 R, 52 S, 52 T) portant des troisièmes pièces de contact ( 43 R, 43 S, 43 T, 46 R, 45 S, 465, 45 T, 46 T; 53 R, 53 S, 53 T) pouvant coopérer avec lesdites premières pièces de contact lorsque ledit arbre pivote, lesdites secondes pièces de contact ne pouvant venir en contact à la fois qu'avec les premières pièces de -9 - contact d'un seul jeu de barres, lesdites troisièmes pièces de contact pouvant venir en contact à la fois avec les premières pièces de contact des trois jeux de barres et venant toujours en contact avec les premières pièces de deux jeux de barres. 2/ Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières pièces de contact ( 31 R, 315, 31 T; 33 R, 33 S, 33 T; 35 S, 35 T, 35 T) sont des pièces circulaires en forme d'arc de cercle. 3/ Composant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premières pièces de contact ( 31 R, 315, 31 T; 33 R, 33 S, 33 T) relatives aux jeux de barres ( 31, 33) desdits départs ont un angle compris entre 45 et 60 degrés, lesdites premières pièces de contact ( 35 R, 355, 35 T) relatives au jeu de barre ( 35) dudit départ ont un angle compris entre 90 et 110 degrés, les intervalles entre les premières pièces de contact des départs et celles du jeu de barre étant compris entre et 30 degrés d'angle. 4/ Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les secondes ( 44 R, 44 S,44 T) et troisièmes ( 45 R, S, 45 T) pièces de contact sont des mâchoires, les troisièmes pièces étant en arc de cercle d'angle compris entre 125 et 155 degrés. 5/ Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières pièces de contact ( 31 R', 315 ', 31 T'; 33 r', 33 S', 33 T'; 35 R', 35 S', 35 T') sont des mâchoires, les secondes ( 44 R', 44 S', 44 T') et troisièmes ( 53 R, 53 S, 53 T) pièces de contact étant des conducteurs plats coopérant avec lesdites mâchoires, les troisièmes pièces de contact ayant une forme d'arc de cercle compris entre 190 et 220 degrés.