Brevet FR2717583A1 — publié le 19950922

DISPOSITIF DE CONTROLE ET DE COMMANDE POUR LIGNE DE TRANSPORT ELECTRIQUE BLINDEE. La présente invention se rapporte à un dispositif de commande et de contrôle pour ligne de transport électrique blindée. Elle concerne plus précisément une ligne blindée isolée au gaz sous pression comprenant une pluralité de tronçons, deux tronçons adjacents étant séparés par une jonction permettant le démontage d'un tronçon et chaque tronçon comprenant au moins une barre conductrice maintenue en place dans une enveloppe cylindrique, telle que décrite dans la demande de brevet français 92 06 733 déposée le 3 juin 1992 par la Déposante. Une telle ligne est destinée à être installée en surface du sol ou à être enterrée. En cas de défaillance ou de dysfonctionnement, il est impératif de pouvoir intervenir sur le tronçon défectueux. I1 est donc nécessaire de prévoir un dispositif de contrôle et de commande et l'invention propose un tel dispositif fiable et particulièrement simple et fiable. Pour ce faire, conformément à l'invention, chaque tronçon est équipé d'au moins une fibre optique courant d'une extrémité à l'autre du tronçon et disposée à l'intérieur de ladite enveloppe et d'un agencement de contrôle et de commande relié à ladite fibre et logé à l'intérieur de ladite enveloppe, les fibres optiques de N tronçons adjacents formant un module étant aboutées et reliées l'une à l'autre et une extrémité de ces N fibres optiques aboutées étant connectée à un poste de contrôle et de commande. Dans le cas d'une ligne blindée dont ladite enveloppe est en acier et contient une seconde enveloppe concentrique en aluminium, l'espace entre les deux enveloppes étant maintenu d'épaisseur sensiblement constante, ladite fibre optique est contenue dans un tube de protection métallique et est disposée dans ledit espace. Ledit agencement peut comporter au moins un capteur thermique, au moins un capteur mIF (ultra haute fréquence) de détection des décharges partielles, au moins une fibre optique fluorescente de détection des effluves lumineuses et au moins un détecteur de fuite de gaz diélectrique. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode préféré de réalisation de l'invention. La figure 1A est une vue en coupe transversale d'une ligne pourvue du dispositif de contrôle conforme à l'invention. La figure 1B est une vue en coupe transversale détaillée. La figure 2 représente en coupe axiale les extrémités de deux tronçons de ligne pourvue du dispositif de contrôle conforme à l'invention, en position assemblée. La figure 3 représente une ligne blindée équipée du dispositif conforme à l'invention. Sur la figure 1A, les référence 3, 4 et 5 désignent trois conducteurs sous forme de tubes d'aluminium ou de cuivre, disposés parallèlement entre eux et logés respectivement dans les ouvertures 6, 7 et 8 de bras isolants 9, 10 et 11. Les extrémités des bras sont maintenues serrées deux à deux dans des mâchoires telles que 13 et 14 constituant les extrémités d'arceaux métalliques 19, 20 et 21; les mâchoires sont serrées par des vis 12 et écrous 12A. Les extrémités des arceaux forment un triangle équilatéral renversé à base en haut et horizontale. L'ensemble des organes supports des conducteurs forme un ensemble compact. Des enveloppes en aluminium 2 coulissent, à l'intérieur d'une enveloppe 1 en acier, sur des bandes 22 en matériau plastique ou en polymère chargé, à bas coefficient de frottement et à dureté suffisante, tel que le polytétrafluoroéthylène connu sous la marque déposée Téflon. Les enveloppes d'aluminium 2 forment, vis-à-vis de l'enveloppe 1 en acier, un écran magnétique permettant de réduire l'échauffement dans l'enveloppe en acier. Les bandes en Téflon permettent aux enveloppes d'aluminium 2 de glisser sur l'enveloppe en acier 1, en cas de dilatations différentes au cours du fonctionnement, et également lors du montage de la ligne. Eventuellement, d'autres bandes de Téflon, telle que 23, placées au droit des extrémités des bras, permettent de centrer l'enveloppe d'aluminium 2 par rapport à l'enveloppe d'acier 1. On donne aux arceaux 19, 20, 21 des profils arrondis pour assurer une bonne tenue diélectrique par rapport aux conducteurs. Une fibre optique 100 est disposée entre l'enveloppe d'acier 1 et l'enveloppe d'aluminium 2, dans l'espace maintenu d'épaisseur sensiblement constante par les bandes de Téflon 22, 23. Détaillée sur la figure 1B, cette fibre optique gainée de façon classique 100A est protégée par un tube métallique 100B de préférence en acier avec éventuellement un agent de remplissage. Ce tube de protection en acier 100B peut être d'un diamètre d'environ 4 mm. Plusieurs fibres optiques telle que celle représentée 100 peuvent bien évidemment être prévues. Cette fibre 100 court d'une extrémité à l'autre d'un tronçon de ligne. Sur la figure 2, les références 1', 2', 3', 4' désignent respectivement l'enveloppe d'acier, l'enveloppe d'aluminium et les conducteurs d'un tronçon de ligne électrique dit de gauche et les références 1", 2", 3", 4" les éléments homologues du tronçon adjacent dit de droite. La figure 2 montre le tronçon de gauche raccordé au tronçon de droite en fonctionnement normal. On voit que les conducteurs, tel que 4' et 4", sont munis de portions d'extrémité soudées et de section rétrécie respectivement 50 et 51, et que ces portions sont reliées par un manchon de contact 52 muni de contacts glissants 53 et 54. Les conducteurs peuvent ainsi se dilater librement sans subir de déformations latérales. Le manchon 52 peut être fixé au conducteur 51 par une vis de blocage 74. A 1 l'enveloppe d'acier 1' est soudée une bride 61 à laquelle s'appuie un cylindre métallique 60 S s'engageant dans l'enveloppe d'aluminium 2' et soudée à celle-ci. De même, à l'enveloppe d'acier 1" est soudée une bride 58 à laquelle s'appuie un cylindre métallique 56 S s'engageant dans l'enveloppe cylindrique 2", mais cette fois le cylindre 56 et l'enveloppe 2" glissent l'un par rapport à l'autre pour permettre le jeu des dilatations. Le cylindre 56 est solidaire d'une plaque transversale 56A munie de trois ouvertures sur les bords desquelles s'appuient des cônes isolants tel que le cône 55 servant de supports au conducteur 4". La plaque transversale 56A assure l'étanchéité du tronçon de droite lorsque ce dernier est séparé du tronçon de ligne de gauche. Les cylindres 60 et 56 sont munis respectivement de contacts glissants 65 et 66 coopérant avec un cylindre conducteur 59. L'étanchéité est assurée par des joints 67, 68, 69 et 70. Les cylindres 56, 60 et 59 sont maintenus par des tiges filetées 62 passant dans des brides appropriées; un couvercle 63 protège l'ensemble du dispositif. Des vannes ou électrovannes de remplissage 71 de gaz isolant et de vidange 72 peuvent être installés sur le cylindre 59. L'alimentation en gaz est assurée soit par une canalisation 75 longeant à l'extérieur les enveloppes en acier, soit en cascade par l'intermédiaire des ouvertures 76 à travers les filtres 77. Le démontage s'effectue de la façon suivante: on enlève le couvercle 63, on ferme l'alimentation en gaz, on vide le gaz par la vanne 72, les conducteurs n'étant plus sous tension. On enlève ensuite les tiges filetées 62 et on déplace le cylindre 59 par glissement vers la gauche. On fait glisser vers la gauche le manchon de contact 52, après avoir dévissé la vis de blocage 74. On fait de même pour les deux autres phases. Le tronçon de ligne de gauche est alors complètement déconnecté du tronçon de droite. On notera que l'enveloppe d'aluminium peut être épaisse (10 mm environ) et être, en cas de court-circuit, traversée sans danger par le courant de court-circuit qui s'évacue à la terre par le cylindre 56, la bride 58 et le tube d'acier 1". Pour réaliser une économie notable dans la réalisation de la ligne, on peut utiliser une enveloppe d'aluminium plus mince, par exemple d'une épaisseur de 4 mm environ. Il faudra alors isoler, par une couche d'isolant non représentée sur la figure, l'enveloppe 2" du cylindre 56; le courant de court-circuit percera l'enveloppe d'aluminium et s'évacuera directement à travers l'enveloppe d'acier, sans traverser l'enveloppe d'aluminium qui ne risquera pas de s'échauffer et même de fondre. De préférence au niveau du cylindre coulissant 59 de cette jonction entre tronçon, afin de faciliter la maintenance, est disposé l'agencement de contrôle et de commande associé à la fibre optique 100' du tronçon de gauche. Cette fibre optique 100' traverse de façon étanche le cylindre fixe 60 et est reliée par un raccord en T 101 à la fibre optique 100" du tronçon de droite traversant quant à elle le cylindre fixe 56 et la plaque transversale 56A de façon étanche. La déconnexion, en cas de maintenance ou de démontage d'un tronçon, s'effectue grâce à ce raccord en T 101. A ce raccord 101, est connecté un ensemble protégé 102 comportant un microprocesseur de traitement de données et un convertisseur de signaux. Grâce à ce microprocesseur 102 sont traitées les données transmises par - au moins un capteur thermique 103 afin de surveiller la température à l'intérieur du tronçon, - au moins un capteur UHF (ultra haute fréquence) afin de détecter les éventuelles décharges partielles, - au moins une fibre optique fluorescente 105 ou équivalent afin de détecter les éventuelles effluves lumineuses en particulier en cas d'apparition d'arc interne, les signaux lumineux transmis par cette fibre fluorescente 105 étant transformés par un convertisseur 106, - au moins un détecteur de fuite de gaz diélectrique disposé dans un ensemble 107. Avantageusement, ce détecteur de fuite est un indicateur d'écoulement du gaz relié à l'ouverture 76 et est associé à une valve d'isolement commandé par le microprocesseur 102, lorsqu'un signal adéquat est transmis par les fibres optiques aboutées 100. Comme représenté sur la figure 3, au moins un compteur de débit 112 permettant une alimentation en gaz est installé à une extrémité de modules 200 constitués de n tronçons. Afin détecter une fuite, le compteur de débit 112 de chaque module 300 est surveillé et, en cas de lecture d'une diminution anormale de débit dans un module, du gaz est injecté au niveau de ce compteur 112 pour palier à cette diminution. Les indications des indicateurs d'écoulement 107 de ce module 200 sont détectées par le dispositif de contrôle, le tronçon défaillant étant compris entre les deux indicateurs d'écoulement 77 signalant une indication différente. De la même façon, un poste de contrôle 110 est installé à l'extrémité de chaque module 200 où les informations transmises par les fibres optiques 100(I) aboutées sont traitées et les ordres de commande adéquats transmis. En cas de détection d'un défaut dans le tronçon 100(I), le signal lumineux correspondant, différencié par longueur d'onde ou niveau d'émission, et traité par le microprocesseur 102(I) est transmis au poste de contrôle 110, ce signal étant associé à un signal d'identification du tronçon. Le tronçon défectueux est ainsi localisé et en cas de nécessité de travaux ou de démontage de ce tronçon, l'ordre de fermetures des valves d'isolement est envoyé. Le gaz du tronçon peut être vidé par la vanne 72. Une fois les travaux effectués ou le tronçon remplacé, il peut être rempli de gaz diélectrique individuellement par la vanne 71. REVENDICATIONS 1) Dispositif de contrôle et de commande d'une ligne blindée isolée au gaz sous pression comprenant une pluralité de tronçons, deux tronçons adjacents étant séparés par une jonction permettant le démontage d'un tronçon et chaque tronçon comprenant au moins une barre conductrice maintenue en place dans une enveloppe cylindrique (1), caractérisé en ce que chaque tronçon est équipé d'au moins une fibre optique (100) courant d'une extrémité à l'autre du tronçon et disposée à l'intérieur de ladite enveloppe (1) et d'un agencement de contrôle et de commande relié à ladite fibre (100) et logé à l'intérieur de ladite enveloppe (1), les fibres optiques de N tronçons adjacents formant un module (200) étant aboutées et reliées l'une à l'autre et une extrémité de ces N fibres optiques aboutées étant connectée à un poste de contrôle et de commande (110). 2) Dispositif de contrôle et de commande selon la revendication 1, d'une ligne blindée dont ladite enveloppe (1) est en acier et contient une seconde enveloppe (2) concentrique en aluminium, l'espace entre les deux enveloppes (1, 2) étant maintenu d'épaisseur sensiblement constante, caractérisé en ce que ladite fibre optique (100) est contenue dans un tube de protection métallique (100B) et est disposée dans ledit espace. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit agencement comporte au moins un capteur thermique (103). 4) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit agencement comporte au moins un capteur tJHF (ultra haute fréquence) (104) de détection des décharges partielles. 5) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit agencement comporte au moins une fibre optique fluorescente (105) de détection des effluves lumineuses. 6) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit agencement comporte au moins un détecteur de fuite de gaz diélectrique (107).