Brevet FR2767421A1 — publié le 19990219

La présente invention concerne un dispositif de liaison électrique à isolant fluide permettant de relier un câble électrique à haute tension à un poste sous enveloppe métallique ou à un poste extérieur. On connaît du document EP-A-148 394 un dispositif de liaison électrique pour un poste sous enveloppe métallique à isolant fluide tel que de l'hexafluorure de soufre sous forme gazeuse. Le dispositif de liaison électrique décrit dans ce document comporte un barre de liaison conductrice disposée à l'intérieur de l'enceinte et ayant une extrémité fixée de façon étanche à un manchon en résine isolante traversant de façon étanche une paroi de l'enceinte contenant le gaz isolant. La barre de liaison s'étend à l'extérieur de l'enceinte et est reliée à un organe de connexion embrochable disposé dans la partie du manchon s'étendant à l'extérieur de l'enceinte et entouré par un écran conducteur formant une cage de Faraday autour de l'organe de connexion embrochable. Un tel dispositif de liaison électrique est le siège de contraintes électriques importantes lorsqu'il est utilisé à tension très élevée. En outre ce dispositif tétant pourvu d'aucun organe de répartition de champ électrique il est nécessaire de prévoir un organe de réduction de contraintes séparé qui est monté sur le câble électrique avant mise en place de celui-ci, ce qui implique des manipulations délicates sur le chantier pour éviter l'apparition de contraintes électriques à l'interface entre la surface interne du manchon isolant et l'organe de répartition de champ. Selon l'invention on propose un dispositif de liaison électrique à isolant fluide comportant une enceinte contenant un isolant fluide, une barre de liaison conductrice disposée à l'intérieur de l'enceinte et ayant une extrémité fixée de façon étanche à un manchon isolant traversant de façon étanche une paroi de l'enceinte, la barre de liaison étant reliée à un organe de connexion embrochable entouré par un écran conducteur formant une cage de Faraday autour de l'organe de connexion embrochable, dans lequel l'organe de connexion embrochable est disposé à l'intérieur de l'enceinte et le manchon isolant est en matière élastomère et comporte un déflecteur conducteur affleurant la surface interne du manchon isolant à distance de l'écran conducteur entourant l'organe de connexion embrochable. Ainsi l'organe de connexion embrochable est entouré par le fluide isolant contenu dans l'enceinte ce qui minimise les contraintes électriques dans la matière entourant l'organe de connexion embrochable. En outre le dispositif selon l'invention peut être entièrement monté et rempli de fluide en atelier de sorte que lors de la mise en place d'un câble électrique sur un chantier il suffit de préparer l'extrémité du câble et engager celle-ci dans le manchon isolant pour embrocher le conducteur du câble sans rompre l'étanchéité de enceinte, ce qui permet d'éviter des manipulations de fluide sur le chantier. En outre ce manchon isolant en élastomère se trouve étroitement appliqué sur la surface externe du câble du fait de son élasticité et du fait de la pression du fluide isolant qui l'entoure, ce qui minimise le risque de défauts à l'interface entre le câble et le manchon isolant. Le déflecteur intégré au manchon isolant joue alors pleinement son rôle de répartition du champ électrique à l'intérieur de manchon isolant. Selon une version avantageuse de l'invention le déflecteur s'étend à cheval sur la paroi de l'enceinte traversée par le manchon isolant On minimise ainsi l'encombrement du dispositif de liaison selon l'invention sans nuire à la répartition du champ électrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de deux modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles - la figure 1 est une vue en coupe axiale schématique du dispositif de liaison électrique selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective partiellement écorchée d'un autre mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2. En référence à la figure 1, le dispositif de liaison électrique selon l'invention est décrit en relation avec un dispositif de type poste extérieur c'est à dire que l'enceinte est constituée en partie par un isolateur 1, par exemple un isolateur en résine époxy renforcée de fibre de verre ou en porcelaine et comportant des jupes s'étendant en saillie vers l'extérieur. A sa partie inférieure l'isolateur 1 est fixé de façon connue en soi sur un support 7 par des boulons 8 et est fermé par une plaque métallique 9 fixée par des vis 10 coopérant avec des inserts 11 noyés dans la paroi de l'enceinte. L'étanchéité entre la plaque 9 et la paroi latérale de l'isolateur est de préférence assurée par un joint torique non représenté. Une barre de liaison métallique 3 s'étend à l'intérieur de l'enceinte et est fixée de façon étanche à celle-ci. A cet effet la barre de liaison conductrice 3 comporte un collerette 4 fixée par des vis à un insert métallique 5 noyé dans la paroi de l'isolateur. De préférence un joint torique non représenté est disposé entre la collerette 4 et l'insert métallique 5. A son extrémité inférieur la barre de liaison 3 porte un organe de connexion embrochable 6 représenté de façon schématique sous forme d'une lyre. La paroi 9 de l'enceinte est traversée par un manchon en matière élastomère 12, par exemple un manchon en silicone ou en EPDM, dont l'extrémité inférieure est encastrée de façon étanche dans une ouverture 13 de la plaque 9. A son extrémité supérieure le manchon en élastomère 12 est monté de façon étanche sur l'extrémité inférieure de la barre de liaison 3, par exemple par un emmanchement à force de la barre de liaison 3 dans le conduit central 14 du manchon en élastomère 12. L'enceinte est remplie d'un isolant fluide 2 tel qu'un gaz, en particulier de l'hexafluorure de soufre, une huile ou même une graisse. En regard de l'organe de connexion 6 le manchon en élastomère 12 comporte un écran conducteur 15 qui entoure l'organe de connexion. L'écran conducteur 15 est par exemple réalisé en élastomère rendu conducteur par du noir de carbone. A sa partie inférieure le manchon élastomère 12 comporte un déflecteur 16 qui s'étend à cheval sur la paroi inférieure 9 de l'enceinte à distance de l'écran conducteur 15, la partie inférieure du déflecteur 16 affleurant la surface interne du manchon élastomère 12. Lors du raccordement d'un câble électrique celui-ci est tout d'abord préparé de façon connue en soi par des découpages en escalier faisant apparaître dans l'ordre le conducteur du câble à l'extrémité de celui-ci, l'isolant du câble et l'écran de blindage du câble. L'extrémité du câble est alors introduite dans le conduit 14 du manchon élastomère 12 jusqu'à ce que le conducteur du câble soit embroché dans l'organe de connexion embrochable 6. L'extrémité de l'isolant du câble est alors en regard de l'écran conducteur 15 et la surface interne du conduit 14 est plaquée sur la surface externe de l'isolant du câble tandis que la partie du déflecteur 16 qui affleure la surface interne du manchon élastomère 12 est en contact avec l'écran du câble. Pour assurer un contact intime entre la surface interne du manchon élastomère 12 et les diffé rents composants du câble, celui-ci est de préférence emmanché à force ou bien le manchon 12 est maintenu dans un état légèrement expansé par un tube amovible engagé en atelier dans le conduit 14 et retiré après mise en place du câble. Les figures 2 et 3 illustrent un autre mode de réalisation de l'invention plus particulièrement destiné à un poste sous enveloppe métallique mais pouvant également être utilisé dans un poste extérieur du type illustré à la figure 1. Dans l'exemple illustré l'enceinte contenant le fluide isolant est délimitée par les parois ou par des cloisonnements internes du poste. Dans ce mode de réalisation pour lequel des références numériques identiques sont utilisés pour désigner les parties semblables à celles du premier mode de réalisation, un manchon isolant 12 est fixé comme précédemment sur une plaque 9 formant une partie de la paroi de l'enceinte et montée à cet effet de façon étanche sur une autre partie de paroi 17 par des vis 18, l'étanchéité étant assurée par un joint 19. Comme dans le mode de réalisation précédent la barre de liaison 3 est engagée de façon étanche dans le manchon isolant 12 et comporte à son extrémité interne au manchon 12 un organe de connexion embrochable 6. L'autre extrémité non représentée de la barre de liaison 3 est fixée de façon connue en soi à un bus s'étendant à linté- rieur du poste. Afin de supporter les efforts mécaniques longitudinaux ou latéraux appliqués en particulier lors de la mise en place d'un câble électrique ou en cas de court circuit sur la ligne, le dispositif de ce mode de réalisation comporte une armature isolante généralement désignée en 20 qui s'étend autour du manchon isolant 12. l'armature 20 a une extrémité fixée à la plaque 9 et une extrémité opposée supportant la barre de liaison 3. Selon le mode de réalisation illustré l'armature 20 comporte trois branches isolantes en arc-boutant 21 disposées à 120C les unes des autres autour de l'axe du manchon 12. Une des extrémités de chaque branche 21 est fixée à la plaque 9 par une vis 22 engagée dans un insert 23 noyé dans la résine formant la branche 21. L'autre extrémité de chaque branche 21 est fixée à un anneau support métallique 24 par une vis 25 engagée dans un insert 26 noyé dans la branche 21. L'anneau support 24 entoure la barre de liaison 3. Pour éviter que l'anneau métallique 24 soit générateur de contraintes électriques lorsque la tige de liaison 3 est sous tension, l'écran conducteur 15 qui s'étend autour de l'organe de connexion embrochable se prolonge à l'extérieur du manchon isolant 12 et s'étend au moins jusqu'à l'anneau support 24. De préférence l'écran conducteur 15 a un bord 27 arrondi et est replié sur l'armature comme illustré sur les figures pour envelopper l'anneau support 24 et les pièces métalliques 26 qui lui sont associées. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. Le dispositif selon l'invention peut également être adapté à l'application à laquelle il est destiné. En particulier dans le cas du montage sur un poste sous enveloppe métallique, la suppression de l'isolateur 1 permet de réduire considérablement l'encombrement du dispositif de liaison électrique et par voie de conséquence de diminuer de façon correspondante l'encombrement du poste sous enveloppe métallique. Bien que l'invention ait été illustrée en relation avec des modes de réalisation dans lesquels l'organe de connexion embrochable 6 est fixé à l'extrémité inférieure de la barre de liaison 3, on peut prévoir de réaliser une cavité dans cette barre de liaison et de fixer l'organe de connexion embrochable dans le fond de cette cavité. La paroi latérale de la cavité joue alors le rôle de l'écran conducteur 15 qui peut être réduit. Ceci permet de minimiser encore l'encombrement du dispositif de liaison selon l'invention. Bien que l'organe de connexion embrochable 6 ait été illustré sous forme d'un organe femelle, on peut également prévoir un organe de connexion mâle associé à la tige de liaison 3 et prévoir un organe de connexion femelle sur le câble. On peut également prévoir à l'intérieur du manchon 12 une couche de matériau à haute permittivité s'étendant entre le déflecteur 16 et l'écran conducteur 15 afin d'assurer une répartition homogène du champ électrique. Bien que l'écran conducteur 15 ait été représenté affleurant la surface interne du manchon isolant 12, il peut également être noyé dans la masse de celui-ci. Bien que l'armature 20 ait été illustrée sous forme de trois branches réunies par un anneau support on peut prévoir un plus grand nombre de branches, ou réaliser une armature tubulaire, cylindrique ou conique, enveloppant totalement le manchon élastomère 12 et dont la face interne peut être en contact avec le manchon élastomère 12. Dans ce dernier cas l'armature peut même être utilisée comme moule pour le manchon élastomère 12. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison électrique à isolant fluide comportant une enceinte (1, 9 ; 17, 9), contenant un isolant fluide (2), une barre de liaison conductrice (3) disposée à l'intérieur de l'enceinte et ayant une extrémité fixée de façon étanche à un manchon isolant (12) traversant de façon étanche une paroi (9) de l'enceinte, la barre de liaison (3) étant reliée à un organe de connexion embrochable (6) entouré par un écran conducteur (15) formant un cage de Faraday autour de l'organe de connexion embrochable, caractérisé en ce que l'organe de connexion embrochable (6) est disposé à l'intérieur de l'enceinte (1) et en ce que le manchon isolant (12) est en matière élastomère et comporte un déflecteur conducteur (16) affleurant la surface interne du manchon isolant à distance de l'écran conducteur (15) entourant l'organe de connexion embrochable. 2. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le déflecteur (16) s'étend à cheval sur la paroi (9) de l'enceinte traversée par le manchon isolant (12). 3. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une armature isolante (20) s'étendant autour du manchon isolant (12) et ayant une extrémité fixée à la paroi (9) de l'enceinte et une extrémité opposée supportant la barre de liaison (3). 4. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'armature (20) comporte une série de bras isolants (21) reliés entre eux par un anneau support (24) entourant la barre de liaison (3). 5. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'anneau support (24) est métallique et en ce que l'écran conducteur (15) s'étend au moins jusqu'à l'anneau support. 6. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'écran conducteur (15) est replié sur l'armature (20) pour envelopper l'anneau support (24) et des pièces métalliques (26) qui lui sont associées. 7. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'écran conducteur (15) a un bord (27) arrondi. 8. Dispositif de liaison électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'armature est tubulaire.