Brevet FR2758665A1 — publié le 19980724

i Disjoncteur d'alternateur La présente invention se rapporte à un disjoncteur d'alternateur dont chacun des conducteurs de phase est muni d'un sectionneur et d'un interrupteur à vide à trajet polaire disposé horizontalement, et cqui comprend un dispositif d'entraînement actionnant les chambres de coupure. Un disjoncteur d'alternateur connu présente par phase un conducteur intérieur et un blindage extérieur, ce dernier faisant écran vers l'extérieur pour les champs magnétiques des conducteurs intérieurs. Compte tenu de ce blindage, il est possible de maîtriser également des courants d'intensité élevée, de sorte que des disjoncteurs d'alternateur peuvent être utilisés à l'heure actuelle iusqu'à des courants nominaux d'environ 50 kiloamDères., Les conducteurs intérieurs sont tubulaires et, dans le cas de arands diamètres, sont le cas échéant roulés, le blindage extérieur est écalement roulé, aussi bien le conducteur intérieur que le conducteur extérieur étant en aluminium. En tant qu 'appareils de coupure, on utilise des disjoncteurs à air comprimé ou des disjoncteurs à SF6. Par le nrospectus Siemens " Vakuum-GCeneratorschalter Modul FG 10. Best. N E 50001-U229-AI9, Stand 2.93", on connaît un disioncteur d'alternateur utilisant des chambres de coupure dans,] vide. LeS (hambres à vide se trouànt a]'exl 4rie-lu dC' untf,]'- n ' Utraie,un;eul inte-r lr)telr'-avide (àa trois sectionneur rotatif est prévu en aval du disioncteur à vide. en direction du transformateur. Les avantages de telles chambres de coupure dans le vide résident dans les besoins réduits en maintenance. Toutefois. les chambres de coupure dans le vide posent des problèmes en raison de la composante courant continu-courant alternatif au voisinage de l'alternateur, du fait de l'absence de passaae prar zéro: c'est la raison Dour laquelle, sur le disjoncteur d'alternateur de la société Siemens. une temporisation est prévue pour obtenir un passage par zéro. La présente invention vise un disjoncteur d'alternateur du type défini en préambule, permettant de couper les courants d'intensités plus élevées. Selon l'invention, le disjoncteur d'alternateur comprend au moins une chambre de couDure dans le vide par phase, le sectionneur est constitué par un sectionneur à translation et les chambres de coupure dans le vide et le sectionneur de chaque phase sont disposés, en alignement l'un derrière l'autre dans l'espace et sont logés dans une enveloppe tubulaire servant de blindane extérieur et enveloppant tous les composants de chaque phase. Dans le cas de plus d'une chambre de couiure dans le vide par phase. ces chambres sont disposées symétriquement par rapport à un axe médian. le sectionneur étant aligné avec l'axe médian. Selon l'invention, les chambres de counire dans le vide sont fixées sur un côté d'une Dlaoue de support fixée de facon stationnaire dans l'envelopp)e et servant de plaque distributrice de courant, et]la Dièce de contact fixe du sectionneur est disposée sur l'autre côté de la)laque de s uDpport. Les chambres de coupure dans le vide sont donc parallèles les unes aux autres. Les tiges de contact mobiles des chambres de coupure dans le vide sont guidées mobiles en translation dans une pDlaque de guidage stationnaire commune et se trouvent en contact électrique avec cette plaque. Des conducteurs électriaues, Dar exemple sous la forme de bandes souples sont fixés par une extrémité sur le pourtour extérieur de la Dlaque de auidaae, l'autre extrémité étant reliée à une niaque collectrice de courant stationnaire. Les contacts électriques entre les tiges de contact des chambres de couDutre dans le vide et la plaque de auidage sont de préférence constitués Dar des contacts à rouleaux, les conducteurs étant mobiles de manière à permettre des dilatations thermiques dans la direction loncitudinale. Dans le cas de trois chambres de coupure dans le vide par phase, les chambres de chaque phase sont de préférence disposées en triancle, ce qui correspond à uin aaencement comDact et permet une répartition optimale du courant. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, des leviers de transmission pour l'entraînement des tigcies de contact mobiles peuvent être disposés entre la plaqcue de guidage et la plaqciue collectrice de courant supplémentaire. Les différentes tices de contact des chambres de counpure dans le vide de chaque phase ou de toutes les phases peuvent être actionnées oar un système d ' entraînement commun. Les leviers d'entraînement peuvent être disposés entre une pIague de liaison couplant les tiges de contact mobiles et l a pl aque collectrice de courant supplémentaire et s'apnuver d'une part sur la plaqciue collectrice de courant supnlémentaire stationnaire et d'autre part sur la plaque de liaison. La pièce de contact mobile du sectionneur à translation peut être locée dans une enveloppe de sectionneur à translation. disposée à l'extrémité côté transformateur. Un transformateur de tension peut être prévu dans la zone de l'enveloppe de sectionneur à translation. Entre la plaque collectrice de courant supplémentaire et l'extrémité de l'enveloppe. côté alternateur, un troncon de conducteeur intérieur dans la zone duquel est disposé un transformateur de tension sunplémentair-e peut être prévu entre la Dlaute collectrice de courant suDnlémentaire et l'extrémité. côté alternateur, de]'enve]oppe. Les transformateurs de tension sont de préférence suspendus à l'intérieur de l'enveloppe. L'enveloppe de sectionneur à translation et le tronçon de conducteur intérieur peuvent être entourés. dans la zone de l'extrémité côté transformateur et, de l'extrémité côté alternateur, respectivement par un transformateur d'intensité. L'intérieur de l'enveloDnpe peut être mis sous surpres- sion. de Dréférence sous 5 mbar. L'enveloppe du sectionneur à translation et/ou le troncon de conducteur intérieur peut/peuvent être mis à la terre à l'aide d'un sectionneur de terre. En se référant aux dessins annexes, on va décrire ci- anrès plus en détail un exemple de réalisation de l'invention: sur les dessins: la fiacre 1 est une coupe schématique d'un disjioncteur d'alternateur d'une phase: la figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1, et la figure 3 représente un disjoncteur d'alternateur trinolaire composé de trois appareils suivant les figures 1 et 2. juxtaposes. On va d'abord faire référence à la fiaure 3. La figure 3 représente un disjoncteur d'alternateur 10 trinolaire avec les pôles de disioncteur 1]1, 12 et 13 montés sur un bâti 14 installé sur le sol ou sur une structure en acier non représentée. Le pôle de dis ioncteur il est fermé par des capots 15 et 16 en arc de cercle. Sur le pôle de disjoncteur 12. ces capots 15 et 16 sont retirés, et on reconnaît des ouvertures d'accès 17 (à un sectionneur) et 18 (à un interrupteur de puissance). L'enveloo)e du pôle de dis ioncteur 13 est représentée sectionnée. Avec référence à la figure 1, on va décrire ci-après plus en détail l'un des pôles de disjoncteur. par exemple le pôle 11. Les autres pôles de dis ioncteur sont de structure identique. On reconnaît sur la fiaure 1, à l'intérieur d'une enveloppe 20 tubulaire. servant de b)lindaae extérieur et réalisée à partir de tôle d'aluminium roulée, une liane 21 alui mène à gauche à un transformateur et est reliée à droite à un alternateur. Sur la génératrice située en haut. sur la fioure 1. à peu près au milieu de la longueur de l'enveloppe , il est orévu un isolateur de support 21a auquel est fixée une plaque circulaire distributrice de courant 22. Sur le côté transformateur de la plaqcue distributrice de courant 22 se trouve la pièce de contact fixe 23 d'un sectionneur à translation 24 dont la pièce de contact mobile est montée dans une enveloppe de sectionneur 26 soutenue bar un isolateur de support 27. L'isolateur de suu)oort 27 est fixé dans une tubulure 28 à J'aide d'une bride à l'envelopoe 20. L'enveloppe 20 est installée sur le bâti 14 (non représenté sur la fiaurfo 3) La plaque distributrice de courant 22 porte. sur le côté opposé, trois chambres de coupure dans le vide 29, 30 et 31 parmi lesouelles seules les deux chambres 29 et 31 sont visibles sur la fiaure 1. Les chambres de coupure dans le vide comnportent chacune une pièce de contact fixe 33, 34, 35 et une pièce de contact mobile 39. 40, 41 fixée respectivemenit a une tiae de contact 36. 37, 38. Les tioes de contact 36, 37 et 38 sont guidées dans une plaque de guidage 42 également stationnaire: les extrémités des tices de contact 36, 37 et 38, traversant la plaaue de auidaae 42, sont reliées rigidement entre elles à l'aide d'une lacque de liaison 43 trianaulaire, le contact électrique entre les ticies de contact 36. 37 et 38 et la plaque de ouida(e 42 s'effectuant à l'aide de contacts à rouleaux 44 dont seuls les contacts à rouleaux a)nuartenarnt à la tige de contact 36 sont visibles sur la fiaure 2. La plaque de liaison 43 peut également être circulaire. Un autre isolateur de support 45 suspendu de haut en bas supporte une plaque collectrice de courant 46 supplémentaire qui est ainsi également installée de façon stationnaire dans l'enveloppe 20. Entre la plaque de guidage 42 et la placue collectrice de courant 46 se trouvent des troncçons de conducteurs électriques 47, par exemple sous la forme de bandes souples, rénartis uniformément: sur le pourtour et permettant un mouvement axial des chambres de coupure dans le vide, par rapport à d'autres comoosants. A la plaqcue collectrice de courant 46 est raccordé un conducteur intérieur 48 oui fait saillie hors de l'envelorne 20 et est relié par des connexions à vis 49 à une sortie d'alternateur non représentée. Entre la plaque de liaison 43 et la placue collectrice de courant 46 se trouvent des leviers de transmission 50 qui sont reliés à une tige d'entraînement 51 courlée avec un système d'entraînement 52 permettant d'actionner les chambres à coupure dans le vide des trois ohases. Au-dessus de la section de conducteur intérieur 48 se trouve un transformateur de tension 53, au-dessus de l'onvelorDe de sect i onneur à translation 26 se trouve un transformateur de tension 54 et en dessous du conducteur intérieur, à l'int.érieur de l'envelorpne 20, se trouve respectivementit un sectionnetir de terre 55 et 56. Les sectionneurs de terre 55 et 56 ne sont représentés cue schématiquement. TlIs coop6rent avec des pièces de contact fixes 57 et 58 sur l'enveloone de sectionneur à translation 26 et sur] e tronçon de conducteur intérieur 48. Le contact des transformateurs de tension 53 et 54 ave(c l'enveloppe de sectionneur à translation 28 ou avec le troncon de conducteur intérieur 48 s'effectue à 1 'aide cd' un doigt de contact élastique 53a, 54a. Les condensateurs ap)artenant aux chambres cde counure dans le vide 29, 30. 31 ne sont pas représentés. Un transformateur d intensité 58 est cdi sosé, à l'intérieur de 'enveloppe 20. autour de l'enveloope de sec'tionneur à translation 26, dans la zone de l'extrémité côté transformateur: à 1 'extrmité opnnosée de l 'enveloppe (côté alternateur) se trouve 1un autre tLiransformateur d'intensité 60 cu i entoure le troncon de conducteur intérieur 48. Les chambres de coupure dans le vide 29, 30 et 31 constituent une unité prémontable avec la première plaque distributrice de courant 22 et. la pièce de contact fixe 23 du sectionneur à translation 24, ainsi au'avec la plaque de guidage 42. Le blindage extérieur constitué par l'enveloppe 20 est continu, les d.ifférents pôles de disjoncteur étant à blindage monophasé. ce cqui présente des avantacges suppnlémentaires. Il n'existe pas de risaue de court-circuit direct. Ce blindage procure éoalement un effet d'écran maanétinue et des courants de Foucault sont évités, ce aui rend l'échauffement (ontrôlable. En outre, on dispose d'une orotectiJon contre le contact et contre 1 'encrassement. ei les forces dvnaminiues sont rédiuites. Afin d'assurer 'absence de)oussiere à l'-intériipur de 1 'envelop)e 20, cette dernière peut être mise sous ulne faible surpression interne de par exemple 5 mbar. A la tubulure 28 correspond une autre tubulure 28a éaalement pour un isolat eur de support. REVENDICATIONS 1. Disioneteur d'alternateur dont chacun des conducteurs de phase est muni d'un sectionneur et d'un interrupteur à vide à trajet po]laire diJsposé horizontaleme]nt. et aui comr)renld un dispositif d' entraînement actionnant les chambres de coupure. caractérisé par le fait cu il comnrend par n]ase au moins une chambre de coupure dans le vide (29. 30, 31), aue le sectionneur (24) est un sectionneur à translation et due les chambres de coupure dans le vide (29, 30. 31) et le sectionneur de chaque phase sont disposées en alignement l'un derrière l'autre et sont loaés dans une enveloppe tubulaire (20) servant de blindage extérieur et enveloppant tous les composants de chaque phase. 2. Disioncteur d'alternateur suivant la revendication 1. caractérisé par le fait que les chambres de coupure dans le vide (29, 30, 31) sont fixées sur un côté d'une plaque de support (22) fixée en position stationnaire dans l'enveloppe (20) et servant de plaoue distributrice de courant, et que la pièce de contact fixe (23) du sectionneur (24) est disposée sur l'autre côté de la plaaue de support. 3. Disionc'teur d'alternateur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend trois chambres de coupure dans le vide par phase, disposées en triangle sur la plaque de support (22). 4. Disjoncteur d'alternateur suivant la revendication 3. caractéris/ car le fait aue les ticias,:e coentact mocb ileus (? -;7.) cl:o c'hanis.; de ccunr)lure dans;]l e -vi d (2. 30. ?]:,rjn gucjidos moiild s ',i tranislit io, da' s tie ci]acu, n de ?, r*,1,J tiiec: fi. t C - tl I lx. O't 'f l (u t t 'i l rci az ' r -. l te dernière, et cue des conducteurs électricques (47) sont fixes nar une extrémité au nourtour extérieur de la plaue de auidaae (42) leur autre extrémité étant reliée à une)laaue collectrice de courant (46) stationnaire. suppléirnentaire. 5. Dis ioncteur d'alternateur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait oue la liaison électrique entre les tiges de contact mobiles (36. 37, 38) et la placue dp auidaae (42) s'effectue à l'aide de contacts à rouleaux (441). 6. Disioncteur d 'alternateur suivant la revendication 5, caractérise par le fait aue les extrémités des tiaes de contact (36, 37. 38). traversant la nlaqciue de auidacie (42) sont reliées à des leviers de transmission (50) aui sont couplés soit avec un svstème d'entraînement commun (52) nour les trois phases du disioncteur, soit à des svstèmes cd'entraînement spénarés pour chaque olhase. 7. Disioncteur d'alternateur suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les leviers de transmission (50) sont disposés entre une plaoue de liaison (43) couplant les tiges de contact mobiles (36, 37, 38) et la placlue collectrice de courant (46) supplémentaire etl sont soutenus d'une oart par la ni acue col le- tr ice de co'urant (4-6) stationnaire suppilémentaire et d'autre nart par la rlaculp de liaison (43). 8. Dis ioncteur d'alternateur suivant l'une (uelconucie des revendications précédentes, caracctérisé nar le fait!uu la pièce de contact mobile (25) du sectionneur- à translation (26) est loaée dans une envelo)pe de sectionneur à translation (26) disposée à l'extrémité côté transformateur. 9. Disjoncteur d'alternateur suivant la revendication 8. caractérisé Dar le fait Oc 'un transformateur cde tension (54) est orévu clans la zone de] 'envelopoDe de sectionneur à translation (26). 10. Disioncteur d'alternateur suivant la revendication 9, caractérisé par le fait ou'un troncon de conducteur intérieur (48) dans la zone dicwuel est disoosé un transformateur de tension (53) suopl émentaire est orévu entre la olaaue collectrice de couprant (46) sunplémentaire et l'extrémité. côté alternateur, de 'envelonne (20) 11. Disjoncteur d'alternateur suivant la revendication 10. caractérisé par le fait cue les transformateurs de tension (54, 53) sont disposés susenldus à] ' intérieur de l'enveloppe (20). 12. Dis ioncteur d'alternateur suivant. la revendications 10 ou 11, caractérisé par le fait que l'enveloppe de sectionneur à translation (26) et le troncon de conducteur intérieur (48) sont entourés dans la zone de l'extrémité côté transformateur et de 1 'extrémité côté alternateur resDectivement par un transformateur d' intensité (59, 60). I13. Disioncteur d'alternateur suivant 'une cîuelconcue dcles revendicationr; Dorc'cédentes, caractérisé p.ar le fait c;u'une surnression d(le nréférence de 5 mbar régne à l'intérieurl- de l 'envelc)oop (20). ]4. Dr)isjcn(,trmr ci'alternateur suivant]'iune cue]c'oncnue cdes; revendicatirons 10 à 13. cara(té risé nrar le fait oue l 'envplopre dle sectionrneur à translation (26) et/ou le troncon de conducteur intérieur (48) peut/peuvent être mis à la terre à l'aide d'un sectionneur de terre (55, 57: 56, 58).