Brevet FR2749448A1 — publié le 19971205

CELLULE ÉLECTRIQUE A HAUTE TENSION ET A TOLE AGENCEE EN CLAPET DE SECURITE L'invention est relative à une cellule électrique à isolement dans l'air comprenant une cabine parallélépipédique, renfermant de l'appareillage à haute tension, et équipé de moyens de sécurité susceptibles de se trouver dans un premier état inactif d'obturation de la cabine lors du fonctionnement normal de la cellule, soit dans un deuxième état actif engendrant une ouverture d'échappement vers l'extérieur en cas de surpression interne due à l'apparition d'un arc accidentel dans la cabine, le passage du premier état au deuxième état s'effectuant lorsque la pression à l'intérieur de la cabine dépasse un seuil de sécurité prédéterminé. Les dispositifs de sécurité incorporés dans les cellules ou postes à haute tension et à isolement dans l'air font généralement usage soit d'une zone à tenue mécanique fragilisée au niveau de la paroi constitutive de la cabine, soit d'un clapet rapporté ayant un élément de jonction susceptible d'être expulsé vers l'extérieur en cas de surpression interne. La mise en oeuvre de tels dispositifs connus est compliquée, et nécessite des temps de montage assez longs. L'objet de l'invention consiste à réaliser une cellule à isolement dans l'air, équipée d'un clapet de sécurité à montage rapide et peu onéreux. La cellule selon l'invention est caractérisée en ce que les moyens de sécurité comportent une tôle métallique à clapet intégré, ayant une série d'orifices coopérant avec des organes d'assemblage pour fixer ladite tôle sur l'une des faces de la cellule, et une partie cassable constituée par une pluralité de découpes échelonnées à intervalles réguliers entre les bords consécutifs ou opposés de la tôle, de manière à former une ligne discqntinue avec interposition de passerelles de liaisons entre les découpes successives, la brisure des passerelles dans le deuxième état actif provoquant la formation d'au moins un battant déformable vers l'extérieur sous l'effet de la surpression pour constituer ladite ouverture d'échappement, le battant restant attaché en permanence à la cellule par des organes d'assemblage. Selon une caractéristique de l'invention, les passerelles de liaison entre les découpes se trouvent dans au moins deux plans distincts pour conférer une certaine rigidité à la tôle lorsque cette demière se trouve dans le premier état de fonctionnement normal. La tôle est alors facilement manipulable, notamment lors du montage de la cellule, sans risque de pliage au niveau de la partie cassable de sécurité. Le seuil d'éclatement du clapet est déterminé par l'épaisseur de la tôle ainsi que par le dimensionnement des découpes, et le nombre des passerelles de liaison. Selon un mode de réalisation préférentiel, les orifices de fixation de la tôle sont symétriques par rapport au plan médian horizontal, de manière à rendre ladite tôle réversible lors du montage sur la cabine. La forme des découpes est quelconque, notamment rectiligne ou incurvée, la largeur de chaque découpe étant de l'ordre de 0,2 mm. Les découpes de la partie cassable peuvent être réalisées par découpage au laser ou par poinçonnage au moyen d'une poinçonneuse à commande numérique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de différents modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre une vue en élévation d'une tôle de sécurité selon l'invention; - la figure 2 est une vue à échelle agrandie d'un détail de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une cellule équipée de la tôle de sécurité selon la figure 1, la tôle se trouvant dans un premier état inactif correspondant au fonctionnement normal de la cellule; - la figure 4 représente une vue identique de la figure 3 lorsque la cellule est le siège d'une surpression due à un arc interne, la tôle étant dans un deuxième état inactif après une rupture de la partie cassable; - les figures 5 et 6 sont des vues identiques à la figure 1, illustrant deux autres variantes de réalisation de la tôle de sécurité. En référence aux figures 1 et 2, une tôle 10 métallique à clapet de sécurité intégrée, comporte une série d'orifices 12 autorisant le passage de moyens de fixation, et une partie cassable 14 à tenue mécanique fragilisée pour former une zone d'éclatement en cas de surpression agissant perpendiculairement sur la surface rectangulaire de la tôle 10. Les orifices 12 de fixation s'étendent le long de la périphérie de la tôle 10, et sont agencés symétriquement par rapport au plan médian horizontal de trace 16. La partie de sécurité est située le long du plan médian 16, et est fragilisée par une pluralité de découpes 18 échelonnées à intervalles réguliers entre les bords latéraux 20,22 opposés de la tôle 10. L'ensemble des découpes 18 constitue une ligne discontinue avec formation de passerelles 24 de liaisons entre les extrémités des découpes 18. Il est essentiel que les passerelles 24 ne se trouvent pas dans un même plan pour ne pas entraver la tenue mécanique au pliage de la tôle lors de sa manipulation pour le stockage ou le montage dans une cellule électrique. Dans l'exemple des figures 1 et 2, les découpes 18 présentent chacune une forme incurvée, et sont disposées de part et d'autre du plan médian 16 de manière à former une sinusoïde. Dans ce cas, les passerelles 24 sont situées dans au moins trois plans parallèles, ce qui permet d'obtenir une résistance mécanique suffisante pour manipuler la tôle 10 en toute sécurité sans provoquer de pliage accidentel lors du montage. Le nombre de passerelles 24, la forme et les dimensions des découpes 18 sont variables en fonction du seuil d'éclatement souhaité. La seuil d'éclatement de la partie 14 est fonction de la valeur de la surpression appliquée sur la surface de la tôle 10. Le dépassement de ce seuil provoque la brisure des passerelles 24, entraînant la formation d'une ouverture d'échappement suite à la division de la tôle 10 en deux portions élémentaires. La ligne discontinue des découpes 18 de la partie de sécurité 14 des figures 1 et 2 peut être réalisée par une opération de découpage au laser, la tôle étant en acier ou en aluminium. Tout autre matériau découpable au laser peut bien entendu être utilisé. Sur les figures 3 et 4, la tôle 10 est fixée sur une face d'une cellule électrique 26 renfermant de l'appareillage à haute tension. La cellule 26 présente une cabine ayant une forme parralélépipédique, et la fixation de la tôle 10 est avantageusement effectuée sur la face arrière 27 pour des raisons de sécurité. Tout autre emplacement de la tôle 10 est possible en fonction de la zone d'éclatement souhaité suite à l'apparition d'une surpression due à l'amorçage d'un arc à l'intérieur de la cellule. L'isolement de l'appareillage dans la cellule 26 est réalisé par de l'air à la pression atmosphérique. La fixation de la tôle au droit d'un orifice sur la face arrière de la cellule 26 permet d'obtenir un clapet de sécurité, qui reste fermé lors du fonctionnement normal de la cellule 26 (figure 3), et qui s'ouvre automatiquement en cas de surpression interne (figure 4). Le montage de la tôle 10 (figure 3) sur la face arrière 27 s'effectue en toute sécurité de manière monobloc, et dans un temps très court. Il suffit de fixer des organes d'assemblage 25 à travers les orifices 12, par exemple des vis ou des rivets, indépendamment de l'orientation de la tôle 10, grâce à la symétrie des orifices 12 lui conférant une fonction de réversibilité. La largeur des découpes 18 est de l'ordre de 0,2 mm, ce qui permet de respecter l'indice de protection IP défini par les normes d'exploitation de l'appareillage électrique. La zone fragilisée par les découpes 18 reste rigide aussi longtemps que la pression interne reste sous le seuil d'éclatement. La surpression de l'air engendrée par l'apparition d'un arc à l'intérieur de la cellule, par exemple en cas de dégradation accidentelle de la tenue diélectrique, provoque la brisure des passerelles 24 avec formation de l'ouverture d'échappement vers l'extérieur. La division en deux de la partie centrale de la tôle constitue deux battants 28,30 s'ouvrant par pivotement vers l'extérieur selon des sens opposés, tout en restant solidarisés à la face arrière 27 de la cellule 26 par les organes d'assemblages 25. L'ouverture du clapet s'opère sans aucune éjection d'une pièce mécanique vers l'extérieur. Toutes les pièces de la tôle 10 restent en place lors de l'éclatement, sans aucun danger pour des personnes se trouvant à proximité de la cellule lors de l'incident. La valeur du seuil d'éclatement est définie par la structure et le nombre des passerelles, et ne nécessite aucun réglage du clapet après fixation des organes d'assemblage 25. En référence à la figure 5, la tôle 100 comporte quatre orifices 112, et deux séries de découpes 118 incurvées entourant les deux orifices 112 inférieurs. Les zones fragilisées se trouvant à la partie inférieure de la tôle 100, de manière à constituer un clapet pivotant à un seul battant mobile. Les découpes 118 sont également obtenues par une opération de découpage au laser. Selon la variante de la figure 6, la découpe de la tôle 200 peut être opérée au moyen d'une poinçonneuse à commande numérique. Dans ce cas, les découpes 218 comportent des arêtes rectilignes ou en forme de T séparées les unes des autres par des passerelles 224 se trouvant dans trois plans différents. Les orifices 212 de fixation sont également symétriques par rapport au plan médian horizontal pour rendre la tôle 200 réversible. REVENDICATIONS 1. Cellule électrique à isolement dans l'air comprenant une cabine parallélépipédique, renfermant de l'appareillage à haute tension, et équipé de moyens de sécurité susceptibles de se trouver dans un premier état inactif d'obturation de la cabine lors du fonctionnement normal de la cellule, soit dans un deuxième état actif engendrant une ouverture d'échappement vers l'extérieur en cas de surpression interne due à l'apparition d'un arc accidentel dans la cabine, le passage du premier état au deuxième état s'effectuant lorsque la pression à l'intérieur de la cabine dépasse un seuil de sécurité prédéterminé, caractérisée en ce que les moyens de sécurité comportent une tôle (10,100,200) métallique à clapet intégré, ayant une série d'orifices (12,112,212) coopérant avec des organes d'assemblage (25) pour fixer ladite tôle sur l'une des faces de la cellule (26), et une partie cassable (14) constituée par une pluralité de découpes (18,118,218) échelonnées à intervalles réguliers entre les bords consécutifs ou opposés de la tôle, de manière à former une ligne discontinue avec interposition de passerelles (24,124,224) de liaisons entre les découpes successives, la brisure des passerelles dans le deuxième état actif provoquant la formation d'au moins un battant déformable vers l'extérieur sous l'effet de la surpression pour constituer ladite ouverture d'échappement, le battant restant attaché en permanence à la cellule (26) par des organes d'assemblage (25). 2. Cellule électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les passerelles (24,124,224) de liaison entre les découpes (18,118,218) se trouvent dans au moins deux plans distincts pour conférer une certaine rigidité à la tôle lorsque cette dernière se trouve dans le premier état de fonctionnement normal. 3. Cellule électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le seuil d'éclatement du clapet est déterminé par l'épaisseur de la tôle (10,100,200) ainsi que le dimensionnement des découpes (18,118,218), et le nombre des passerelles (24,124,224) de liaison. 4. Cellule électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les orifices (12,112,212) de fixation de la tôle (10,100,200) sont symétriques par rapport au plan médian (16) horizontal, de manière à rendre ladite tôle réversible lors du montage sur la cabine. 5. Cellule électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la forme des découpes (18,118,218) est quelconque, notamment rectiligne ou incurvée, la largeur étant de l'ordre de 0,2 mm. 6. Cellule électrique selon la revendication 5, caractérisée en ce que la ligne discontinue des découpes (18,118) de profils courbes est réalisée au moyen d'une opération de découpage au laser. 7. Cellule électrique selon la revendication 5, caractérisée en ce que les découpes (218) à arêtes rectilignes ou en T de la zone d'éclatement peuvent être réalisée au moyen d'une poinçonneuse à commande numérique.