Brevet FR2758886A1 — publié le 19980731

L'invention concerne un diviseur de tension à monter dans des installations moyenne tension, caractérisé en ce que le diviseur de tension a la forme d'un module qui peut être enfiché, inséré ou moulé, dans lequel un support est pourvu d'une matière de résistance servant à former une ré- sistance ohmique et est entouré d'une matière de type caout- chouc. Des diviseurs de tension de ce type sont utilisés comme détecteurs pour mesurer et contrôler la tension. Dans le cas des moyennes tensions de l'ordre de quelques dizaines de milliers de volt un diviseur de tension ohmique divise une tension de mesure dans la zone comprise entre environ 1 et volts, qui peut être mesurée d'une manière simple avec des appareils de mesure conventionnels. On connaît par le document DE-44 12 784 Ai un dé- tecteur combiné pour un panneau de couplage de moyenne ten- sion, dans lequel sont logés un détecteur d'intensité et un détecteur de tension dans un boîtier en résine moulée. L'élé- ment du détecteur de tension consiste en une résistance céra- mique, qui consiste à son tour en un corps céramique, autour duquel est enroulé un fil de résistance à valeur ohmique très élevée. Le corps céramique est logé dans une cavité relative- ment grande du boîtier. L'élément du détecteur de tension est entouré dans le cas de cette forme de réalisation par un gaz isolant, qui doit être enfermé hermétiquement pendant toute la durée de vie. L'invention a pour objet de proposer un élément de détecteur de tension pour des installations à moyenne ten- sion qui est protégé contre des actions extérieures et des décharges électriques et peut être utilisé en ce qui concerne le mode de montage dans différents boîtiers. La solution se- lon l'invention consiste à donner à l'élément du détecteur de tension la forme d'un module que l'on peut enficher, insérer ou couler, dans lequel un support est pourvu d'une matière résistante servant à former une résistance ohmique et est en- touré d'une matière de type caoutchouc. Cette disposition permet d'avoir une construction compacte pour un faible coût de fabrication. Le diviseur de tension proprement dit est protégé contre des influences mé- caniques et chimiques par la matière de type caoutchouc qui l'entoure. Il convient en conséquence à l'enfichage dans un boîtier construit de façon très compacte pour des disposi- tions de détecteur aussi bien que pour être coulé dans un boîtier en résine moulée, sans que l'on doit craindre un en- dommagement avant ou pendant le montage. L'enrobage de sili- cone garantit un joint noble électriquement étanche, de haute valeur, c'est-à-dire un joint avec une rigidité diélectrique élevée, si bien qu'on ne risque pas d'avoir des décharges dans le joint. On peut se passer avantageusement d'un rem- plissage du boîtier avec un gaz isolant. De cette façon on peut utiliser l'élément de détecteur de tension dans les con- ditions les plus diverses de montage de façon flexible, en particulier quand le boîtier des dispositions de détecteurs a une configuration très petite, légère et compacte. Des résultats particulièrement avantageux peuvent être obtenus quand on utilise comme matière de type caout- chouc du silicone et quand on enveloppe le support en le mou- lant avec celui-ci. On peut effectuer cette mesure pendant la fabrication d'une manière particulièrement simple et elle ga- rantit l'obtention d'une bonne adhérence et d'une liaison à joint noble électriquement étanche entre le diviseur de ten- sion proprement dit et son enveloppe de protection. La distance de fuite pour les courants de fuite superficielle le long de la surface du diviseur de tension peut être augmentée grâce au fait que sur la face extérieure de la matière de type caoutchouc sont constituées des nervu- res faisant tout le tour. La fabrication du diviseur de tension peut être effectuée de façon plus simple et plus économique, en prenant pour matière de la résistance une enduction, déposée sur le support, qui a une valeur ohmique élevée. Selon une forme de réalisation avantageuse on prévoit que l'enduction est mise en forme de méandres sur le support. Cette mesure prolonge le trajet de la matière de la résistance à parcourir par le cou- rant, de telle sorte que le diviseur de tension a une forte impédance et dégage moins de chaleur. Comme matière pour le support il est recommandé de choisir la céramique en raison de ses propriétés thermi- ques favorables et électriquement isolantes. De préférence on donne au support la forme d'une bande rectangulaire, dont les surfaces planes conviennent particulièrement bien à la mise en place de la matière de la résistance. On peut encore améliorer l'objet de l'invention en constituant sur les côtés étroits du support des raccords électriques pour des liaisons par fiches mâles ou par brasage et des évidements dans la matière entourant le support pour le passage des liaisons. De cette façon on simplifie davan- tage le montage du diviseur de tension dans le boîtier. Dans le cas le plus simple on enfiche simplement le module de di- viseur de tension dans le boîtier. Quand le diviseur de ten- sion n'est pas coulé dans le boîtier, on peut l'enlever à nouveau tout aussi simplement, par exemple pour remplacer un diviseur de tension défectueux ou quand on désire avoir une autre valeur de résistance. Selon une forme préférée de réalisation, on pré- voit de disposer un raccord haute tension sur l'un des côtés étroits du support et un raccord à la terre sur le côté étroit opposé. On réduit les lignes de fuite et les risques de décharge grâce à la distance maximale ainsi obtenue dans l'espace entre les deux raccords. Dans ce but on utilise aus- si la particularité selon laquelle au moins un raccord de me- sure déterminé pour une prise intermédiaire de la résistance ohmique est disposé sur le côté étroit de ce raccord comme le raccord à la terre. Le potentiel du raccord de mesure se ca- ractérise du potentiel de la terre seulement par la très fai- ble tension de mesure. On doit mettre aussi sous protection une disposi- tion de détecteurs, qui est pourvue d'un diviseur de tension selon l'invention, et qui peut être fabriquée de façon parti- culièrement simple et économique grâce à la mesure selon laquelle le diviseur de tension est coulé dans un boîtier de la disposition des détecteurs. En outre cette mesure permet aussi d'avoir un montage compact et facile de la disposition des détecteurs, et notamment en supprimant la nécessité de l'isolation gazeuse. Une disposition avantageusement compacte des dé- tecteurs est obtenue en utilisant le diviseur de tension se- lon l'invention grâce au fait qu'un boîtier réalisé en résine synthétique de la disposition de détecteurs est pourvu d'un évidement moulé, dans lequel est enfiché ou inséré le divi- seur de tension. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la matière de type caoutchouc est du silicone. - le support est entouré par moulage de la matière de type caoutchouc. sur la face extérieure de la matière de type caoutchouc, on constitue des nervures. - la matière de résistance consiste en une enduction mince à valeur ohmique de résistance élevée, mise sur le support. - l'enduction déposée sur le support a une forme en méandres. - le support est réalisé en céramique. - sur les côtés étroits du support, on a constitué des rac- cords électriques pour des liaisons par fiches de contact ou par brasage et dans la matière, qui entoure le support, on a constitué des évidements servant au passage des liai- sons. - un raccord haute tension est disposé sur l'un des côtés étroits du support, et un raccord de terre est disposé sur le côté étroit opposé. - au moins un raccord de mesure déterminé pour un prélèvement intermédiaire de la résistance ohmique est disposé sur le même côté étroit que le raccord de terre. -le diviseur de tension est moulé dans un boîtier de la dis- position de détecteurs. - le boîtier est réalisé en résine synthétique. - le diviseur de tension est moulé en même temps lors du mou- lage du boîtier. - l'on prévoit un boîtier réalisé en résine synthétique de la disposition de détecteurs d'un évidement moulé, dans lequel le diviseur de tension est enfiché ou inséré. - le boîtier est pourvu de liaisons électriques qui mènent aux raccords du diviseur de tension. - sur l'un des côtés du boîtier, on prévoit une fiche femelle haute tension et sur l'autre côté on prévoit un raccord de ligne de mesure sortant du boîtier. - l'épaisseur de la couche de la matière de type caoutchouc est comprise entre 1 mm et 20 mm. L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir de plusieurs exemples de réalisation représen- tés sur les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre une vue de dessus d'un diviseur de ten- sion selon l'invention dans une première forme de réalisa- tion, - la figure 2 montre une coupe selon la ligne A-A de la fi- gure 1, -la figure 3 montre une représentation schématique analogue à celle de la figure 1 d'un diviseur de tension selon une seconde forme de réalisation, - la figure 4 montre une coupe selon la ligne B-B de la fi- gure 3; - les figures 5 à 8 montrent en coupe différentes disposi- tions de détecteurs de tension selon l'invention. Le diviseur de tension représenté sur les figures 1 et 2 possède un support en céramique, sur la surface duquel on a mis une enduction d'une matière de résistance 3. Le sup- port 2 est moulé dans une enveloppe, qui a une épaisseur d'au moins 1 à 20 mm, en une matière de type caoutchouc 4, ici du silicone, qui entoure presque complètement le support 2. Le support 2 lui-même est une bande céramique rectangulaire. La matière de la résistance 3 consiste en une pâte de résistance élevée, qui est mise sous la forme d'une couche mince sur le support 2, des raccords identiquement électriques 5, 6, 7 étant aussi formés pour des liaisons à fiches de contact ou par brasage. Sur l'un des côtés étroits 8 du support 2 on a disposé un raccord haute tension 5 et sur le côté étroit opposé 9 on a disposé un raccord de terre 6, pour obtenir une distance aussi grande que possible entre ces deux raccords 5, 6. On a prévu pour un prélèvement intermé- diaire de la résistance ohmique de diviseur 3 un raccord de mesure 7, qui est disposé sur le même côté étroit 9 que le raccord de terre 6. Dans la matière qui entoure le support 2, on a prévu trois évidements 10, 11, 12 à travers lesquels les5 liaisons électriques mentionnées peuvent pénétrer pour entrer en contact avec les raccords 5, 6, 7. Dans le cas de la forme de réalisation représen- tée sur les figures 1 et 2 la matière 4, qui entoure le sup- port 2, présente sur sa face extérieure une surface lisse. La10 forme de réalisation représentée sur les figures 3 et 4 se différencie de cela par des nervures 14, qui font tout le tour, et qui sont constituées sur la face extérieure 13. Grâce aux nervures 14 on augmente sensiblement la ligne de fuite pour les courants de cheminement superficiel entre le15 raccord haute tension 5 et le raccord de terre 6. Les figures 5 à 8 montrent différentes possibili- tés d'application de l'invention. Dans tous les exemples re- présentés on a prévu un boîtier 15 réalisé en résine synthétique avec une disposition de détecteurs de tension. Le boîtier 15 présente respectivement un évidement, dans lequel le diviseur de tension 1 est moulé. Des liaisons électriques 17, 18 conduisent aux raccords 5 6, 7 du diviseur de tension 1. Sur l'un des côtés du boîtier 15 se trouve un raccord moyenne tension, qui par exemple peut être constitué comme à la figure 7 sous la forme d'une fiche femelle 20 ou comme à la figure 8 sous la forme d'une fiche mâle 22. Sur l'autre côté un raccord de ligne de mesure 21 sort du boîtier 15. Le diviseur de tension 1 peut toutefois d'une ma- nière analogue être aussi enfiché dans un boîtier d'une dis- position de détecteurs. Dans le cas de l'exemple de réalisation représen- té à la figure 5 on a logé dans le boîtier 15 à l'extérieur du diviseur de tension 1 encore un transformateur d'intensité à induction 23, connu en soi. NOMENCLATURE DES REFERENCES NUMERIQUES 1 Diviseur de tension 2 Support 3 Matière de résistance 4 Matière de type caoutchouc Raccord haute tension 6 Raccord de terre 7 Raccord de mesure 8 Côté étroit 9 Côté étroit Evidement il Evidement 12 Evidement 13 Côté extérieur 14 Nervures Boîtier 17 Liaison électrique 18 Liaison électrique Fiche femelle 21 Raccord de ligne de mesure 22 Fiche mâle 23 Transformateur d'intensité R E V E N D I C A T IONS 1 ) Diviseur de tension pour monter dans des installations moyenne tension, caractérisé en ce que5 le diviseur de tension (1) a la forme d'un module qui peut être enfiché, inséré ou moulé, dans lequel un support (2) est pourvu d'une matière de résistance (3) servant à former une résistance ohmique et est entouré d'une matière (4) de type caoutchouc.10 2 ) Diviseur de tension, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière (4) de type caoutchouc est du silicone 3 ) Diviseur de tension, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (2) est entouré par moulage de la matière (4) de type caoutchouc. 4 ) Diviseur de tension, selon la revendication 3, caractérisé en ce que sur la face extérieure (13) de la matière (4) de type caout- chouc, on constitue des nervures (14). 5 ) Diviseur de tension, selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que la matière de résistance (3) consiste en une enduction mince à valeur ohmique de résistance élevée, mise sur le support (2). 6 ) Diviseur de tension, selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enduction déposée sur le support (2) a une forme en méan- dres. 7 ) Diviseur de tension, selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le support (2) est réalisé en céramique. 8 ) Diviseur de tension selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le support (2) est une bande rectangulaire. 9 ) Diviseur de tension, selon la revendication 8, caractérisé en ce que sur les côtés étroits (8, 9) du support (2) on a constitué des raccords électriques (5, 6, 7) pour des liaisons par fi- ches de contact ou par brasage et dans la matière (4), qui entoure le support (2), on a constitué des évidements (10, 11, 12) servant au passage des liaisons. ) Diviseur de tension, selon la revendication 9, caractérisé en ce que un raccord haute tension (5) est disposé sur l'un des côtés étroits (8) du support (2), et un raccord de terre (6) est disposé sur le côté étroit opposé (9). 11 ) Diviseur de tension, selon la revendication 10, caractérisé en ce qu' au moins un raccord de mesure (7) déterminé pour un prélève- ment intermédiaire de la résistance ohmique est disposé sur le même côté étroit (9) que le raccord de terre (6). 12 ) Disposition de détecteurs avec diviseur de tension selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diviseur de tension est moulé dans un boîtier de la dispo- sition de détecteurs. 13 ) Disposition de détecteurs selon la revendication 12, caractérisée en ce que - le boîtier est réalisé en résine synthétique et - le diviseur de tension est moulé en même temps lors du mou- lage du boîtier. 14 ) Disposition de détecteurs avec diviseur de tension selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que l'on prévoit un boîtier (15) réalisé en résine synthétique de la disposition de détecteurs d'un évidement moulé, dans le- quel le diviseur de tension (1) est enfiché ou inséré. ) Disposition de détecteurs selon la revendication 14, caractérisée en ce que - le boîtier (15) est pourvu de liaisons électriques (17, 18, 19), qui mènent aux raccords (5, 6, 7) du diviseur de ten- sion (1), - sur l'un des côtés du boîtier (15) on prévoit une fiche fe- melle haute tension (20) et sur l'autre côté on prévoit un raccord de ligne de mesure (21) sortant du boîtier (15). 16 ) Disposition de détecteurs selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche de la matière de type caoutchouc (4) est comprise entre 1 mm et 20 mm.