Brevet FR2740621A1 — publié le 19970430

POSTE BLINDE A MOYENNE TENSION La présente invention est relative à un poste de distribution d'énergie électrique à moyenne tension. On connaît de tels postes comprenant un appareil de coupure, tel qu'un disjoncteur, disposé dans une enceinte métallique étanche remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques. D'autres postes comprennent un interrupteur, disposée dans une enceinte métallique étanche remplie de gaz diélectrique, relié en série avec des fusibles placés dans10 un compartiment séparé. Dans ces tyes de postes, le remplacement d'un appareil défectueux nécessite de mettre le poste hors tension et de vidanger le gaz d'isolement. Ces manoeuvres sont relativement longues de sorte que la fourniture de courant à15 l'utilisateur est interrompue pendant une durée qui n'est plus acceptable. Un but de la présente invention est de concevoir un poste dans lequel le remplacement d'un appareil de coupure peut se faire sans nécessiter de mettre le poste hors20 tension, et de préférence sans manipuler de gaz. Un autre but de l'invention est de concevoir un poste dans lequel les appareillages peuvent être réalisés dans un site différent de celui du montage du poste, afin de profiter au mieux des compétences techniques locales.25 Un autre but de l'invention est de concevoir un poste dont le démontage en fin de vie est aisé, de manière à satisfaire aux nécessités écologiques de plus en plus exigeantes. Ces buts sont atteints par le poste de l'invention qui est caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux coquilles en matériau isolant remplies d'un gaz à bonnes propriétés diélectriques, chaque coquille étant munie d'au moins une ouverture pour la traversée étanche d'un jeu de barres triphasé, les coquilles étant disposées côte-à-côte35 avec leurs ouvertures en contact pour définir un seul volume intérieur étanche, lesdites coquilles contenant chacune un interrupteur triphasé à trois positions, une première position dans laquelle l'interrupteur relie chacune des barres à des premières traversées électriques étanches débouchant à l'extérieur de la coquille, une seconde position dans laquelle l'interrupteur relie lesdites premières traversées à des secondes traversée étanches débouchant à l'extérieur de la coquille et reliées à la terre, une troisième position dans laquelle chacune des premières traversées est déconnectée de la barre10 correspondante, les premières traversées d'au moins une coquille étant chacune connectées électriquement à un câble monophasé, les premières traversées d'une coquille étant connectées électriquement soit à un fusible, soit à un pôle d'un disjoncteur, les fusibles et/ou pôle de disjoncteur15 étant placés dans un compartiment en matériau isolant. Selon une particularité de l'invention, chaque coquille est constitué de deux demi-coquilles assemblées par vissage. Selon une autre caractéristique de l'invention, les coquilles sont disposées dans une structure constituée de tôles métallique pliées et assemblées par agrafage ou rivetage. Selon une autre caractéristique de l'invention, les coquilles comportent une surface externe conductrice mise à la terre. Avantageusement, les coquilles sont fixées à la structure par coincement des deux demi-coquilles entre un ou plusieurs éléments de tôle de l'ossature. Le disjoncteur ou les fusibles sont reliés à un sectionneur de terre disposé dans un compartiment de la structure, placé au-dessous de la coquille à ce disjoncteur ou ces fusibles sont reliés. Ledit compartiment du sectionneur de terre est muni d'un volet pivotant pour l'évacuation des gaz en cas de défaut dans le compartiment du disjoncteur ou des fusibles. Les coquilles comportent une zone de rupture pour l'évacuation des gaz en cas de défaut interne. Les coquilles sont disposées dans un compartiment de la structure comprenant deux tôles horizontales, des tôles latérales, une tôle de face avant et une tôle arrière. Une partie des tôles constituant le compartiment des coquilles est percé de trous pour l'évacuation des gaz en cas de rupture de l'une au moins des zones de rupture. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après d'un mode préféré de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un poste réalisant deux fonctions d'interrupteurs en boucle et une fonction de protection par disjoncteur, 15 - la figure 2 est une vue en élévation partiellement en coupe du poste de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe d'une coquille utilisée dans le poste de l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe d'un poste selon une variante réalisant la protection par fusibles. Dans le Fig.l, les références 1, 2 et 3 désignent trois coquilles identiques dont la constitution est décrite en détail en référence aux Fig. 2 et 3. On ne décrira en détail que la coquille 3; lorsque des ensembles triphasés apparaîtront et qu'il sera possible de distinguer les éleménts correspondant à chacune des phases, cette distinction sera faite au moyen des lettres A, B et C. La coquille 3 est constituée de deux demi-coquilles 3' et 3", réalisées en matériau thermodurcissable ou thermoplastique. La coquille comporte une surface conductrice externe mise à la terre jouant 1' rôle d'écran électrique et rendant la coquille insensible à la pollution atmosphérique. Les demi-coquilles peuvent être assemblées de manière étanche au moyen des brides 4' et 4" serrées par des boulons , avec interposition d'un joint non représenté. Une coquille a sensiblement l'aspect d'un cylindre comprenant une surface cylindrique délimitée par deux faces parallèles planes. Les coquilles sont remplies d'un gaz à bonnes propriétés diélectriques tel que l'hexafluorure de soufre SF6, sous une pression pouvant atteindre quelques bars, mais pouvant être inférieure si la tension de service l'exige. La demi-coquille 3' contient un jeu de barres triphasé comprenant les barres 6A, 6B et 6C. Ces barres traversent la paroi de la demi-coquille 3' par une ouverture 7 et s'étendent à l'intérieur des demi-coquilles homologues 2' et 1' des coquilles 2 et 1. Pour cela, la demi-coquille centrale 2' comporte des ouvertures sur chacune de ses faces planes, tandis que les demi-coquilles 1' et 3' ne15 comportent qu'une ouverture. Les coquilles sont disposées côte-à-côte, de sorte que le volume d'une coquille communique avec le volume de la coquille adjacente; les ouvertures des coquille sont mises en contact par l'intermédiaire de joints tel que 8 pour20 assurer l'étanchéité de l'ensemble. La demi-coquille 3" contient un interrupteur à trois positions, comprenant trois bras de contact pivotant avec un arbre commun isolant 10. Seul le bras 9A de la phase A est visible dans la Fig.3. Ce qui sera dit à propos du bras 9A25 s'appliquera, mutat-is mutandis, aux autres bras. Le bras de contact est manoeuvré au moyen d'un embiellage comprenant la bielle 11A et le levier 12A; le levier 12A est articulé à un arbre 13 traversant de manière étanche la demi-coquille 3" et pouvant ainsi être manoeuvré de l'extérieur de la demi-30 coquille 3". Le bras 9A est relié, du côté de l'articulation 10, à une première traversée électrique 15A débouchant de manière étanche à l'extérieur de la demi-coquille 3". Cette traversée comprend une portion isolante venue de moulage avec la demi-coquille 3" et un conducteur intérieur 16A destiné à être connecté électriquement comme il sera indiqué plus loin. Le bras 9A coopère tout d'abord (première position) avec un contact 17A relié par un conducteur 18A à la barre 6A; par ailleurs, le bras 9A coopère (seconde position) avec un contact 20A disposé à l'extrémité d'une seconde traversée électrique 21A comprenant une partie isolante venue de moulage avec la demi-coquille 3" et un conducteur intérieur 22A. Le conducteur de cette seconde traversée est destinée à être relié à la terre. Le bras 9A peut prendre une troisième position, intermédiaire entre les première et seconde positions. Dans cette troisième position, le contact 9A est isolé du contact 17A et du contact 20A. Une paroi isolante 25 sépare les deux demi- coquilles 3' et 3"; l'arbre isolant 10, au coursd de la manoeuvre d'ouverture et de fermeture, se déplace à proximité de la paroi isolante 25, assurant un déplacement du gaz diélectrique et permettant la coupure du courant. La paroi isolante 25 comporte des crans 26 la protégeant des dégradations causées par l'arc électrique. Comme le montre la Fig.l, les premières traversées A, 15B et 15C de la coquille 1 sont reliées à des câbles d'arrivée par des connecteurs 31A, 31B et 31C. De même, les premières traversées de la coquille 2 sont reliées à des câbles par des connecteurs 32A, 32B et 32C. Les coquilles 1, 2 et 3 sont disposées dans une structure métallique désignée globalement dans la Fig.1 par la référence 41.30 Cette structure est faite de tôles métalliques découpées, pliées et assemblées par rivetage ou agrafage. Cette méthode de fabrication, qui exclut le soudage, est particulièrement économique et permet en outre, en fin de vie de l'appareillage, un démontage facile et une35 récupération aisée des matériaux réutilisables. Les demi-coquilles 1 à 3 sont disposées entre deux tôles horizontales 42 et 43 parallèles, et fixées par pincement au montage des demi- coquilles sur des éléments de tôle 44 et 45. 5 La structure comprend une tôle 46 constituant la face arrière du poste, une plaque avant 47 munie d'orifices pour le passage des premières et secondes traversées des coquilles, et des tôles latérales 48 et 49. La coquille 3, dans l'exemple de poste décrit maintenant, est relié à un appareil de coupure. Ce dernier est par exemple un disjoncteur triphasé à vide ou à hexafluorure de soufre SF6. Seul le pôle 50A du disjoncteur est visible dans la Fig.2. Le disjoncteur est placé à l'intérieur d'un caisson 51 en matériau isolant15 thermodurcissable ou thermoplastique à surface conductrice, solidarisé à la plaque de fond 47. Ce disjoncteur comprend un premier jeu de prises de courant; parmi elles, la prise 52A est visible dans la Fig. 2 et on voit qu'elle est reliée à la traversée 15A de la coquille 3. Le disjoncteur comprend un second jeu de prises reliées par des conducteurs à des câbles de sortie par l'intermédiaire de connecteurs. Dans la Fig.2, on distingue la prise 54A reliée par le conducteur 55A au câble 56A par le connecteur 57A. On distingue dans la Fig.1 les connecteurs des autres phases, 57B et 57C. Le disjoncteur est également relié à un sectionneur de terre. On distingue dans la Fig.2 un bras 61A du sectionneur de terre et le conducteur de liaison correspondant 62A. Le sectionneur de terre est placé dans un compartiment 63 placé sous la demi-coquille 3"; le fond de ce compartiment est munie d'un volet pivotant 64 qui peut s'ouvrir en cas de défaut à l'intérieur de compartiment 51 et permettre d'évacuer les gaz vers l'arrière du poste. Le disjoncteur 50 est actionné par une commande 65 manoeuvrée par un train de tiges 66-67; la commande, connue en soi et ne faisant pas partie de l'invention, a été simplement représentée par un rectangle en traits tiretés. La commande 65 est disposée dans un compartiment 68 surmontant la coquille 3. Des compartiments 69 et 70, adjacents au compartiment 68, peuvent être utilisés pour placer tout l'appareillage basse tension qui existe dans tout poste à moyenne tension. On note que les coquilles 1 à 3 comportent chacune une zone 75 à rupture contrôlée, qui se rompt lorsqu'en cas de défaut, la pression à l'intérieur de la coquille dépasse une valeur prédéterminée. Le gaz s'échappe par une série de trous 76 pratiqués dans la plaque 42 et de trous 77 pratiqués dans la plaque arrière 46. Le poste est complété par des capotages 81, 81 et 83 protégeant les câbles d'arrivée et de départ. Le poste de l'invention peut être facilement adapté à des évolutions éventuelles d'exploitation du réseau. Ainsi, par exemple, il est possible de remplacer la fonction disjoncteur contenue dans le caisson 51, par une fonction fusibles, le caisson 51 devenant un puits pour les fusible.20 Cette évolution est illustrée par la Fig.4 qui est une vue partielle en coupe d'un poste comportant deux départs en boucle et une protection de transformateur par fusible. Comme on l'a déjà mentionné, le poste de la Fig.4 diffère de celui décrit en référence aux figures précédentes en ce que l'appareil de coupure 50 est remplacé par des fusibles. Ceux-ci sont contenus dans le caisson 51, fermé par un couvercle amovible 51A facilement retiré lors du remplacement des fusibles.30 Le fusible 90A de la phase A est visible dans la Fig.4 et est connecté à la sortie 15A et au connecteur 57A. Les avantages du poste dont deux variantes viennent d'être décrites sont multiples: - il est de construction simple et économique, - il permet de séparer les activités de fabrication des appareillages, qui nécessitent un grand niveau de qualité, et les activités de montage, qui peuvent être faites sur le site d'utilisation par une main d'oeuvre moins spécialisée, - il permet le remplacement sous tension de certains appareillages, ce qui assure une plus grande continuité de service, - il permet d'éviter le plus souvent toute manipulation de gaz, ce qui est un avantage écologique évident, - il permet un recyclage économique en fin de vie, - il est susceptible d'une évolution rapide permettant un adaptation aisée aux changements d'exploitation du réseau. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits; bien au contraire, la conception de poste indiquée permet de réaliser, avec les mêmes moyens, des postes à isolement dans l'air et coupure dans le SF6 ou des postes à isolement total dans le SF6, dans toutes les configurations possibles d'utilisation.20 REVENDICATIONS 1/ Poste à moyenne tension caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux coquilles (1, 2, 3) en matériau isolant remplies d'un gaz à bonnes propriétés diélectriques, chaque 5 coquille étant munie d'au moins une ouverture (7) pour la traversée étanche d'un jeu de barres triphasé (6A, 6B, 6C), les coquilles étant disposées côte-à-côte avec leurs ouvertures en contact pour définir un seul volume intérieur étanche, lesdites coquilles contenant chacune un interrupteur (9A) triphasé à trois positions, une première position dans laquelle l'interrupteur relie chacune des barres (6A, 6B, 6C) à des premières traversées électriques étanches (15A, 15B, 15C) débouchant à l'extérieur de la coquille, une seconde position dans laquelle l'interrupteur relie lesdites premières traversées (15A, 15B, 15C) à des secondes traversée étanches (21A, 21B, 21C) débouchant à l'extérieur de la coquille et reliées à la terre, une troisième position dans laquelle chacune des premières traversées (15A, 15B, 15C) est déconnectée de la barre20 correspondante (6A, 6B, 6C), les premières traversées d'au moins une coquille (1, 2) étant chacune connectées électriquement à un câble monophasé, les premières traversées d'une coquille étant connectées électriquement soit à un fusible (90A), soit à un pôle (50A) d'un25 disjoncteur, les fusibles et/ou pôle de disjoncteur étant placés dans un compartiment en matériau isolant (51). 2/ Poste selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque coquille (1, 2, 3) est constitué de deux demi- coquilles (1'-1"; 2'-2"; 3'-3") assemblées par vissage.30 3/ Poste selon la revendication 2, caractérisé en ce que les coquilles sont disposées dans une structure (41) constituée de tôles métallique pliées et assemblées par agrafage ou rivetage. 4/ Poste selon la revendication 3, caractérisé en ce que les coquilles (1, 2, 3) sont fixées à la structure (41) par coincement des deux demi-coquilles (1'-1"; 2'- 2"; 3'-3") entre un ou plusieurs ((44, 45) éléments de tôle de l'ossature. 5/ Poste selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les coquilles comportent une surface externe conductrice mise à la terre. 6/ Poste selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disjoncteur (50A) ou les fusibles (90A) sont reliés à un sectionneur de terre (61A) disposé dans un compartiment (63) de la structure (41), placé au-dessous de10 la coquille (3) à ce disjoncteur ou ces fusibles sont reliés. 7/ Poste selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit compartiment (63) du sectionneur de terre (61A) est muni d'un volet pivotant (64) pour l'évacuation des gaz en15 cas de défaut dans le compartiment (51) du disjoncteur ou des fusibles. 8/ Poste selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les coquilles (1, 2,3) comportent une zone de rupture (75) pour l'évacuation des gaz en cas de défaut20 interne. 9/ Poste selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que les coquilles (1, 2, 3) sont disposées dans un compartiment de la structure comprenant deux tôles horizontales (42, 43), des tôles latérales (48, 49), une25 tôle de face avant (46) et une tôle arrière (47). / Poste selon la revendication 9, caractérisé en ce que une partie (42, 46) des tôles constituant le compartiment des coquilles est percé de trous pour l'évacuation des gaz en cas de rupture de l'une au moins des zones de rupture30 (75)