Brevet FR2799895A1 — publié le 20010420

L'invention porte sur un commutateur électrique blindé à enveloppe métallique et isolé au gaz notamment pour poste haute tension, comprenant un premier et un second sectionneur de charge disposés dans l'enveloppe. Un tel commutateur est destiné tout particulièrement à aiguiller une charge électrique vers des jeux de barres d'un poste haute tension. On connait déjà de la demande de brevet GB-A-425107 un tel commutateur comportant un disque assurant la fonction de deux sectionneurs dans un même volume de l'enveloppe. On connait encore de la demande de brevet DE-3035870 un commutateur comportant un disque assurant la fonction de trois sectionneurs dans un même volume de l'enveloppe. On connait encore de la demande de brevet GB-2193843 un commutateur comportant un disque assurant la fonction de deux sectionneurs et d'une mise à la terre dans un même volume de l'enveloppe et dans lequel est en outre disposé un disjoncteur. Dans chacun de ces commutateurs connus, les sectionneurs et éventuellement le disjoncteur, pour un pôle du poste haute à tension, sont disposés dans un même volume de gaz diélectrique ce qui fait qu'un défaut électrique, au niveau d'un des appareils de coupure du commutateur, entraîne pour une configuration à deux jeux de barres par exemple, la perte des deux jeux de barres jusqu'à ce que le pôle poste en défaut soit complètement déconnecté. En effet, la présence d'un arc électrique dû à un défaut dans l'enveloppe d'un tel commutateur entraîne d'une part une détérioration des pièces situées dans le volume de l'enveloppe et d'autre part augmentation de la pression du gaz diélectrique dans le volume intérieur de l'enveloppe ce qui déclenche la rupture de fenêtres frangibles sécurité généralement prévues dans la paroi de l'enveloppe de sorte que le commutateur se vidange du gaz diélectrique. II s'ensuit que tous les appareils de coupure disposés dans l'enveloppe du commutateur deviennent indisponibles en même temps. La déconnexion. d'un pôle du poste haute tension est une opération qui peut prendre plusieurs heures ce qui est très pénalisant pour l'exploitation d'un réseau électrique. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. A cet effet, l'invention a pour objet un commutateur électrique blindé à enveloppe métallique et isolé au gaz notamment pour poste à haute tension, comprenant au moins un premier et un second sectionneur de charge disposés dans l'enveloppe, caractérisé en ce que l'enveloppe a un volume intérieur qui est divisée en au moins deux compartiments séparés par une cloison étanche, en ce que le premier sectionneur est disposé dans un desdits compartiments et comprend un premier couteau coopérant avec une première borne de connexion, en ce que le second sectionneur est disposé dans l'autre compartiment et comprend un second couteau coopérant avec une seconde borne de connexion, et en ce que lesdits premier et second couteaux sont solidaires d'un arbre rotatif commun traversant de façon étanche ladite cloison et assurant une conduction électrique entre lesdits couteaux. Ainsi selon l'invention, les deux couteaux des deux sectionneurs sont disposés dans des volumes de gaz diélectrique différents de sorte qu'un défaut affectant l'un des sectionneurs ne se répercute pas sur l'autre sectionneur. Selon un mode de réalisation particulier du commutateur selon l'invention, un desdits couteaux coopère avec une troisième borne de connexion pour assurer une fonction de mise à la terre sorte qu'une seule commande est nécessaire pour réaliser la fonction des deux sectionneurs de charge et la fonction de mise à la terre. Selon encore un mode de réalisation particulier commutateur selon l'invention, l'enveloppe comporte un troisième compartiment isolé de façon étanche des deux autres compartiments et dans lequel est disposé un disjoncteur ayant un contact mobile selon l'axe de l'arbre rotatif, ledit disjoncteur étant relié en série avec ledit arbre rotatif. Cette disposition du disjoncteur et de l'arbre rotatif dans l'enveloppe contribue à l'obtention d'une structure compacte du commutateur. Un exemple de réalisation du commutateur selon l'invention est décrit plus détail ci-après et illustré sur la figure unique qui le montre de façon très schématique. Sur figure, le commutateur illustré est destiné @ aiguiller une charge vers deux jeux de barres pour un pôle du poste à haute tension. II est entendu que chaque pôle du poste à haute tension est équipé d'un tel commutateur. Le commutateur comprend une enveloppe métallique 1 ici réalisée en trois tronçons cylindriques coaxiaux solidarisés bout à bout suivant une direction axiale D par boulonnage par exemple. Le volume intérieur de l'enveloppe est rempli d'un gaz diélectrique comme du SF6 sous une pression de quelques bars et est divisé ici en trois compartiments 1 B,1 C étanches entre eux à partir desquels partent des traversées aériennes 1 D, 1 E,1 F respectivement. Ces compartiments 1A à 1C sont séparés deux à deux par une cloison étanche 2 3 constituée ici par un cône en matière électriquement isolante fixé par pincement entre les lèvres des tronçons jointifs. Un premier sectionneur de charge 4 est disposé dans le compartiment 1 C et second sectionneur de charge 5 est disposé dans le compartiment 1 B. Un disjoncteur 6 est disposé dans le compartiment 1 A. Le sectionneur 4 comprend un couteau 4A solidaire d'un arbre rotatif 7 qui s'étend suivant la direction D et qui traverse de façon étanche la paroi 3. Le couteau rotatif 4A coopère avec une borne fixe de connexion 4B disposee dans le compartiment 1 C sur le trajet circulaire S 1 du couteau 4A. Le sectionneur 5 comprend un couteau 5A solidaire de l'arbre rotatif 7. Le couteau coopère avec une borne fixe de connexion 5B disposée dans le compartiment 1 B sur le trajet circulaire S2 du couteau 5A. Les bornes fixe connexion 4B et 58 sont reliées respectivement à deux jeux de barres du poste et les couteaux 4A et 5A sont disposés sur l'arbre rotatif pour. permettre plusieurs combinaisons d'aiguillage d'une charge provenant d'un conducteur de la traversée de départ 1 D vers un conducteur l'une ou ('autre ou des deux des traversées de sortie 1 E et 1F, ces combinaisons correspondant à différentes positions angulaires de l'arbre rotatif 7. En outre, une troisième borne fixe 4C est disposée sur le trajet circulaire du couteau 4A et sert pour la mise à la terre de sorte qu'avec une seule commande de l'arbre 7, il est possible de réaliser les deux fonctions sectionneur et la fonction de mise à la terre. II est entendu la borne 4C est disposée de façon à établir une connexion avec le couteau 4A quand celui-ci est isolé de la borne 4B et que le couteau 5A est isolé de la borne 5B. L'arbre rotatif 7 est manceuvré par une commande 8 montée à l'extrémité libre du tronçon 1 C à l'extérieur de l'enveloppe 1. L'arbre rotatif 7 sert de conducteur électrique entre les deux sectionneurs 4 et 5 et est prolongé par une tige fixe conductrice 8 traversant de façon étanche la paroi 2 et qui relie électriquement en série le disjoncteur 6 avec l'arbre rotatif 7. Le disjoncteur 6 à un contact 6A mobile selon l'axe D de l'arbre rotatif 7 et est man#uvré par une commande 9 extérieure à l'enveloppe 1 et disposée au voisinage du tronçon 1 A. Comme visible sur la figure, chaque couteau tel que 4A et 5A comporte un premier bras 4A1,5A1 respectivement qui s'étend radialement depuis l'arbre rotatif 7 et un second bras 4A2,5A2 respectivement qui est disposé dans le prolongement du premier bras respectivement 4A1 et 5A1 qui s'étend sensiblement perpendiculairement à celui-ci le long d'un secteur du trajet circulaire S1,S2 du couteau 4A,5A respectivement. Dans la construction du commutateur illustrée sur la figure, les deux bornes fixes 4B,et 5B sont alignées suivant la direction D et les bras 4A1 et 5A1 des deux couteaux 4 et 5 respectivement ont des positions angulaires décalées de telle façon qu'il existe un chevauchement partiel des secteurs définis par les bras 4A2 et 5A2 sur un cercle fictif coaxial à l'arbre rotatif 7. Avec cette construction, on obtient, pour différentes positions angulaires successives de l'arbre 7, des combinaisons multiples de connexion des deux couteaux 4A et 5A avec les bornes 4B,4C et 5B par le biais d'une seule commande 8 : deux sectionneurs ouverts, deux sectionneurs fermés, un sectionneur ouvert et l'autre fermé, deux sectionneurs ouverts avec une mise à la terre. II est entendu que l'on pourrait tout aussi bien disposer les bornes fixes 4B et 5B avec des calages différents par rapport à la direction D et avoir des couteaux 4 et 5 alignés suivant la direction D. Dans le cas d'un poste à haute tension à plusieurs pôles avec un commutateur selon l'invention par pole, les arbres rotatifs 7 de ces commutateurs peuvent être accouplés en mouvement par un engrenage ou un embiellage manceuvré par ûne commande unique. REVENDICATIONS 1/ Un commutateur électrique blindé à enveloppe métallique (1) et isolation au gaz, comprenant au moins un premier (4) et second sectionneur (5) de charge disposés dans l'enveloppe, caractérisé en ce l'enveloppe à un volume 'intérieur qui est divisée en au moins deux compartiments (1 B,1 C) séparés par une cloison étanche (2,3), ce que le premier sectionneur (4) est disposé dans un desdits compartiments et comprend un premier couteau (4A) coopérant avec une première borne (4B) de connexion, en ce que le second sectionneur est disposé dans l'autre compartiment et comprend un second couteau (5A) coopérant avec une seconde borne (5B) de connexion, et en ce que lesdits premier et second couteaux sont solidaires d'un arbre rotatif (7) commun traversant de façon étanche ladite cloison et assurant une conduction électrique entre lesdits couteaux. 2/ Le commutateur selôn@ la revendication 1, dans lequel un (4A) desdits couteaux coopère avec une troisième borne (4C) de connexion pour assurer une fonction de mise à la terre. 3/ Le commutateur selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'enveloppe comporte un troisième compartiment (1 isolé de façon étanche des deux autres compartiments et dans lequel disposé un disjoncteur (6) ayant un contact mobile (6A) selon l'axe de l'arbre rotatif, ledit disjoncteur étant'relié en série avec ledit arbre rotatif.