Brevet FR2688623A1 — publié le 19930917

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Mais il est possible aussi qu'entre l'interrupteur de réacteur et le réacteur il se produise un court-circuit et que le courant de réamorçage ne soit plus limité par le réacteur Dans ce cas, une surcharge énergétique des varistors conduisant le courant de réamorçage, n'est éventuellement pas exclue. L'invention se propose donc de réaliser un interrupteur de réacteur du type précité permettant de supprimer les courts-circuits se produisant entre l'interrupteur et le réacteur. Ce but est atteint suivant l'invention avec un interrupteur de réacteur du type précité en ce que les deux varistors au moins et les deux chambres de commutation au moins sont réunis sous la forme d'un réseau, alimenté en intensité et tension, par le réseau à haute tension, dans lequel, en cas de réamorçage d'une partie des deux chambres de commutation au moins, l'énergie qui est envoyée aux varistors, montés en parallèle avec les chambres de commutation sans réamorçage, est inférieure à celle d'un interrupteur de réacteur avec un réseau alimenté de la même façon, mais dans lequel chacune des deux chambres de commutation au moins est pontée par au moins l'un des deux varistors au minimum L'interrupteur de réacteur suivant l'invention est d'une construction relativement simple et maîtrise en particulier aussi la coupure d'un court- circuit se produisant entre l'interrupteur et le réacteur. Diverses autres caractéristiques et avantages ressortent de la description détaillée qui suit Une forme de réalisation de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés. La figure 1 est un schéma d'un réseau à haute tension triphasé avec un interrupteur de réacteur conçu suivant l'état de la technique, la figure 2 est une vue schématique d'un pôle d'interrupteur d'une première forme de réalisation de l'interrupteur de réacteur suivant l'invention, monté dans le réseau à haute tension suivant la figure 1, à la place de l'interrupteur de réacteur suivant l'état de la technique, la figure 3 représente un ensemble de courbes caractéristiques d'un varistor ainsi que plusieurs varistors montés en série de l'interrupteur de réacteur de la figure 2, la figure 4 est une vue schématique d'un pôle d'interrupteur d'une deuxième forme de réalisation de l'interrupteur de réacteur suivant l'invention, monté dans le réseau à haute tension de la figure 1, à la place de l'interrupteur de réacteur suivant l'état de la technique et la figure 5 est une vue schématique d'un pôle d'interrupteur d'une troisième forme de réalisation de l'interrupteur de réacteur suivant l'invention, monté dans le réseau à haute tension de la figure 1, à la place de l'interrupteur de réacteur suivant l'état de la technique. Sur toutes les figures, les éléments ayant une même fonction sont désignés par les mêmes références. Le réseau à haute tension, représenté sur la figure 1, contient une ligne à haute tension triphasée 1 et un réacteur triphasé 2 dont les phases correspondantes peuvent être reliées entre elles par des pôles 3 d'un interrupteur de réacteur ou séparées les unes des autres Les pôles 3 sont tous de même construction et contiennent chacun deux, mais éventuellement un nombre supérieur de chambres de commutation 4, 5 montées en série Parallèlement à chacune des deux chambres de commutation 4, 5 il est monté un élément limiteur de tension, conçu de préférence sous la forme d'un varistor 6, 7 Chaque varistor contient des disques, empilés en forme de colonne, réalisés dans des oxydes métalliques contenant de préférence en majorité de l'oxyde de zinc Parallèlement aux différentes phases du réacteur 2, il est représenté encore une capacité 8 qui est essentiellement donnée par la capacité propre des différentes phases du réacteur 2. Lors de la coupure de l'interrupteur de réacteur, la tension, revenant après l'extinction de l'arc électrique, augmente seulement jusqu'à une valeur déterminée, en raison des varistors 6, 7 se trouvant sur les chambres de commutation 4, 5 Dans le cas d'un réamorçage de l'arc, se manifestant éventuellement avec de petites distances entre les contacts, la pente d'une transitoire de réamorçage â haute fréquence peut être limitée à une valeur donnée et l'isolation du réacteur 2 peut ainsi être protégée contre des charges diélectriques trop importantes. Si le réamorçage de l'arc ne se produit pas dans toutes les chambres de commutation 4, 5, montées en série, du pôle d'interrupteur 3, mais par exemple uniquement dans la chambre de commutation 4, le courant de réanorçage s'écoule par la chambre 4 réamorcée, le varistor 7 et normalement aussi par le réacteur 2 Une surcharge énergétique du varistor 7 conduisant le courant n'est pas à craindre dans ce cas, du fait que le réacteur 2 limite le courant de réamorçage Si en revanche il se produit un court-circuit entre l'interrupteur de réacteur et le réacteur 2, le courant de réamorçage n'est plus limité par le réacteur 2 Dans ce cas, une surcharge énergétique du varistor conduisant le courant de réamorçage n'est pas exclue. Le pâle d'interrupteur 3, représenté sur la figure 2, d'un interrupteur de réacteur suivant l'invention, comporte deux colonnes d'isolateurs 9, 10. Deux premières chambres de commutation 11, 12, montées en série, sont fixées sur la colonne d'isolateurs 9 et deux secondes chambres de commutation 13, 14, montées en série, sur la colonne d'isolateurs 10 Le montage en série des deux premières chambres de commutation 11, 12 est ponté par des premiers varistors 15, 16, montés en série et par un troisième varistor 17 Le montage en série des deux secondes chambres de commutation 13, 14 S est ponté par des deuxièmes varistors 18, 19, montés en série et par le troisième varistor 17 Dans ce cas, le troisième varistor 17 est connecté, par l'une de ses extrémités, à une liaison électrique 20, entre les premières chambres de commutation 11, 12 et les secondes chambres 13, 14 et par son autre extrémité, à une liaison électrique 21, entre les premiers varistors , 16 et les deuxièmes varistors 18, 19 Les varistors , 16, 17, 18 et 19 prennent appui, par une partie de leurs connexions électriques, sur des isolateurs auxiliaires 22, 23, montés en V ou en N, qui sont fixes sur les deux colonnes d'isolateurs. Les premières chambres de commutation 11, 12 et les secondes chambres 13, 14, les premiers varistors , 16 et les deuxièmes 18, 19 ainsi que le troisième varistor 17 forment un réseau disposé en pont Les quatre branches du pont sont formées dans l'ordre par les premières chambres de commutation 11, 12, les secondes chambres 13, 14, les premiers varistors 15, 16 et les deuxièmes varistors 18, 19 Dans la diagonale du pont est placé le troisième varistor 17 Les varistors à 19 présentent pratiquement les mêmes courbes caractéristiques d'intensité et de tension, pratiquement la même tension résiduelle et pratiquement la même capacité d'absorption énergétique Les premiers varistors 15, 16 et les deuxièmes varistors 18, 19 ont en outre des dimensions telles que dans le cas d'un réamorçage des deux premières chambres de commutation 11, 12 et des deux secondes chambres 13, 14, la pente de la transitoire de réamorçage est limitée par la limitation de la tension de retour, à une valeur compatible avec l'isolation électrique du réacteur 2. Le pale d'interrupteur, représenté sur la figure 2, agit de la façon suivante: si lors de la coupure du réacteur 2, les quatre chambres de commutation 11 à 14 sont réamorcêes, les quatre varistors 15, 16, 17, 18 et 19, montés en série, limitent la tension de retour et donc aussi la pente de la transitoire de réamorçage, à une valeur compatible avec l'isolation du réacteur 2 Dans ce cas, les varistors n'absorbent pratiquement pas d'énergie. Si en revanche lors de la coupure du réacteur 2, une partie seulement des chambres de commutation, par exemple les deux premières chambres 11, 12, sont réamorcées, le courant de réamorçage s'écoule depuis la ligne à haute tension 1, par les deux premières chambres 11, 12 réamorcées, le troisième varistor 17, la liaison électrique 21 et les deuxièmes varistors 18, 19, normalement dans le réacteur 2 Ce courant est limité par le réacteur 2 de manière que les trois deuxièmes varistors 17, 1, 19, conduisant le courant, ne doivent pas absorber une énergie particulièrement importante En revanche, dans le cas de l'apparition d'un court-circuit entre l'interrupteur de réacteur et le réacteur 2, toute la tension du réseau diminue par les trois varistors 17, 18 et 19 Ces trois varistors peuvent, contrairement à un interrupteur de réacteur suivant l'art antérieur, conduire le courant provoqué par la tension du réseau, sans absorber dans ce cas trop d'énergie Ceci s'explique par l'ensemble des courbes caractéristiques de la figure 3. Sur la figure 3, la référence U désigne une tension s'appliquant à quatre ensembles de varistors avec courbes caractéristiques d'intensité et de tension a, b, c et d, et la référence I désigne un courant traversant ces ensembles Les quatre ensembles de varistors avec les courbes caractéristiques a, b, c et d contiennent un, deux, trois ou quatre varistors, conçus à l'identique, montés en série, dans cet ordre. Dans le cas d'une utilisation dans des réseaux à haute tension jusqu'à 800 k V, un varistor de ce type peut absorber de manière caractéristique une énergie d'l MJ. Dans les réseaux à haute tension jusqu'à 800 k V, on utilise avantageusement quatre varistors montés en série, comme représenté par les varistors 15, 16, 18 et 19 dans le pale d'interrupteur de la figure 2 Ces quatre varistors 15, 16, 18 et 19 peuvent absorber de manière caractéristique une énergie de 4 MJ Un ensemble de varistors, contenant les quatre varistors montés en série, présente la courbe caractéristique d, indiquée sur la figure 3 Un ensemble de varistors contenant uniquement les trois varistors 17, 18 et 19 ou les deux varistors 18 et 19, présente les courbes caractéristiques respectivement c et b, représentées sur la figure 3. Dans le cas d'une coupure sans réamorçage du réacteur 2, dans un réseau à haute tension d'une tension nominale de 800 k V par exemple, il s'applique aux quatre varistors 15, 16, 18 et 19, une tension d'environ 700 k V La courbe caractéristique d montre que cette tension provoque dans l'ensemble de varistors une intensité comprise entre quelques >A et quelques m A Cette intensité n'échauffe les varistors que dans une mesure admissible en service permanent. Lors de la coupure d'un court-circuit, se produisant entre l'interrupteur et le réacteur 2, il peut s'appliquer, en cas de réamorçage des deux premières chambres de commutation 11, 12, aux trois varistors 17, 18 et 19, une tension présentant une valeur de crête jusqu'a 900 k V La courbe caractéristique c montre que cette tension provoque une intensité supérieure, de l'ordre de quelques ampères et donc un échauffement plus important que dans le cas de la coupure sans réamorçage Cet échauffement peut toutefois être absorbé sans problème par l'ensemble de varistors correspondant à la courbe caractéristique c. En revanche, dans l'interrupteur suivant l'état de la technique et en cas de réamorçage des deux chambres de commutation 11 et 12, seuls deux varistors se trouvent dans le parcours du courant de court- circuit La courbe caractéristique b montre que la tension de réseau dans ce cas a pour conséquence une intensité de varistor de quelques k A Etant donné que l'intensité de réamorgage ne disparaît qu'après une ou deux demi-ondes de la tension d'excitation, c'est-à- dire après 20 ms seulement, cet ensemble de varistors peut être soumis pendant le réamorçage à une énergie trop importante de plusieurs MJ. L'interrupteur de réacteur suivant l'invention peut aussi être réalisé comme représenté sur la figure 4 Dans ce cas, le troisième varistor 17 est monté symétriquement aux premiers varistors 15, 16 et aux deuxièmes varistors 18, 19 et ce varistor est maintenu d'une part par les varistors 16 et 18 et d'autre part par la liaison électrique 20, entre les premières chambres 11, 12 et les secondes chambres 13, 14 Avec cet agencement ainsi qu'avec celui de la figure 2, les premiers varistors 15, 16 et les deuxièmes varistors 18, 19 peuvent présenter la même tension résiduelle et le troisième varistor 17 peut présenter, suivant ses dimensions, une tension résiduelle plus ou moins inférieure à celle des premiers et des deuxièmes varistors. Dans sa forme de réalisation la plus simple, l'interrupteur de réacteur contient, suivant l'invention, un réseau dans lequel un pôle d'interrupteur comme représenté pour la colonne d'isolateurs 9 de la figure 5 comprend deux chambres de commutation 11 et 12 montées en série et fixées sur la colonne d'isolateurs 9 ainsi que deux varistors 15, 16 montés en série, pontant le montage en série des deux chambres de commutation 11, 12. 9 2688623 Dans une variante de l'invention, il est possible aussi de prévoir un réseau avec plus de quatre, par exemple cinq ou six chambres de commutation et plus de cinq varistors. REVENDICATIONS 1 Interrupteur de réacteur pour enclencher et désenclencher un réacteur ( 2), monté dans un réseau électrique à haute tension polyphasé, dans lequel il est prévu, suivant les phases, entre le réacteur ( 2) et une partie du réseau, par exemple une ligne à haute tension ( 1), des pâles d'interrupteur ( 3) avec chacun au moins deux chambres de commutation ( 11, 12; 13, 14) montées en série, auxquelles sont montés en parallèle au moins deux varistors ( 15, 16, 17, 18, 19), montés en série, caractérisé en ce que les deux varistors au moins et les deux chambres de commutation au moins sont réunis sous la forme d'un réseau, alimenté en intensité et tension, par le réseau à haute tension, dans lequel, en cas de réamorçage d'une partie ( 11, 12) des deux chambres de commutation au moins, l'énergie qui est envoyée aux varistors ( 17, 18, 19), montés en parallèle avec les chambres de commutation ( 13, 14) sans réamorçage, est inférieure à celle d'un interrupteur de réacteur avec un réseau alimenté de la même façon, mais dans lequel chacune des deux chambres de commutation au moins est pontée par au moins l'un des deux varistors au minimum. 2 Interrupteur de réacteur selon la revendication 1, caractérisé par un réseau dans lequel deux chambres de commutation ( 11, 12) montées en série, sont fixées sur une colonne d'isolateurs ( 9) et dans lequel le montage en série des deux chambres de commutation ( 11, 12) est ponté au moyen des deux varistors ( 15, 16 Y au minimum, montés en série (fig. ). 3 Interrupteur de réacteur selon la revendication 1, caractérisé par un réseau dans lequel deux premières chambres de commutation ( 11, 12), montées en série, sont fixées sur une première colonne d'isolateurs ( 9) et deux secondes chambres de commutation ( 13, 14), montées en série, sont fixées sur une seconde colonne d'isolateurs ( 10) et dans lequel le montage en série des deux premières chambres de commutation est ponté par deux premiers varistors ( 15, 16), montés en série et par un troisième varistor ( 17) et le montage en série des deux secondes chambres de commutation ( 13, 14) est ponté par deux deuxièmes varistors ( 18, 19), montés en série et par le troisième varistor ( 17), le troisième varistor ( 17) étant connecté, par l'une de ses extrémités, è une liaison électrique ( 20) entre les premières ( 11, 12) et les secondes chambres de commutation ( 13, 14) et d'autre part à une liaison électrique ( 21), entre les premiers ( 15, 16) et les deuxièmes varistors ( 18, 19). 4 Interrupteur de réacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les varistors prennent appui avec une partie de leurs connexions électriques, sur des isolateurs auxiliaires ( 22, 23) qui sont fixes sur les deux colonnes d'isolateurs ( 9, ). Interrupteur de réacteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux premiers varistors ( 15, 16) et le troisième varistor ( 17) sont montés sur la première colonne d'isolateurs ( 9) et les deux deuxièmes varistors ( 18, 19) sur la seconde colonne d'isolateurs ( 10) (fig 2). 6 Interrupteur de réacteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le troisième varistor ( 17) est monté symétriquement aux premiers ( 15, 16) et aux deuxièmes varistors ( 17, 18) et est maintenu d'une part par l'un ( 16) des premiers et l'un ( 18) des deuxièmes varistors et d'autre part par la liaison électrique ( 20), entre des premières et des secondes chambres de commutation (fig 4). 7 Interrupteur de réacteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce il que les premiers et les deuxièmes varistors ont des dimensions telles que dans le cas d'un réamorçage des deux premières et des deux secondes chambres de commutation, la pente de la transitoire de réamorçage est limitée par la limitation de la tension de retour, à une valeur compatible avec l'isolation électrique du réacteur. 8 Interrupteur de réacteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les varistors sont conçus à l'identique. 9 Interrupteur de réacteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les premiers et les deuxièmes varistors présentent chacun une même tension résiduelle et en ce que le troisième varistor présente une tension résiduelle plus basse que chacun des premiers et des deuxièmes varistors.