Brevet FR2810805A1 — publié le 20011228

Dispositif interrupteur à isolation dans l'air comprenant un transformateur de tension blindé. L'invention a pour objet un dispositif interrupteur hybride comprenant un transformateur tension blindé, c'est-à-dire issu de la technologie sous enveloppe métallique, associé à un disjoncteur à chambre de coupure technologie dite conventionnelle c'est-à-dire à isolation dans l'air. Le terme "transformateur" signifie dans présente un capteur permettant d'obtenir une mesure réduite d'une grandeur telle la tension ou le courant. Classiquement, un départ de poste moyenne ou haute tension comprend un disjoncteur technologie conventionnelle AIS (air insulated system) monté sur châssis et reliée à un transformateur de tension monté séparément sur son propre châssis. Un tel agencement présente néanmoins des inconvénients, principalement en termes de coût du matériel, de surface au sol occupée et de difficulté d'installation, du fait que les éléments de coupure du disjoncteur et les éléments de mesure de la tension sont réalisés et installés séparément. Des développements ont ainsi été réalisés, réunissant en un même objet l'appareil coupure et le transformateur de tension. En particulier, la demande de brevet 780941 divulgue un dispositif hybride comprenant un transformateur de tension inductif (à bobinages) intégré à un disjoncteur à isolation dans l'air. Cette intégration est réalisée en séparant la colonne du disjoncteur en une partie haute comprenant'une chambre de coupure et une partie basse regroupant une colonne d'isolation dans l'air prolongée par mécanisme de commande du disjoncteur. Le transformateur de tension est technologie blindée GIS (gas insulated system), c'est-à-dire à isolation au gaz sous enveloppe métallique, et est installé entre parties haute et basse du disjoncteur. Il est traversé par une bielle verticale reliant le mécanisme de commande du disjoncteur à la chambre de coupure. Cette bielle est guidée à l'intérieur d'un tube logé principalement dans la partie basse du disjoncteur et relié électriquement à la masse d'un châssis supportant le dispositif. Un tel agencement est néanmoins limité à l'intégration transformateur de tension blindé conventionnel (inductif) et n'est pas adapté à l'intégration de certains types de transformateurs de tension sous enveloppe métallique, notamment ceux de type capacitif. D'autre part, le disjoncteur peut difficilement servir de support à des transformateurs de courant intégrés, car les problèmes d'encombrement et de répartition des masses deviennent critiques pour un tel agencement. La demanderesse a quant à elle conçu un dispositif interrupteur comprenant un disjoncteur à isolation dans l'air associé à un transformateur de tension sous enveloppe métallique, et présentant une architecture différente celle du dispositif mentionné ci dessus. Cette nouvelle architecture de dispositif permet d'utiliser la plupart types de transformateurs de tension connus en les insérant dans le prolongement de la colonne isolante du disjoncteur entre ladite colonne et le mécanisme de commande. Il est en particulier possible d'utiliser un transformateur de tension de type capacitif conçu pour des postes blindés. L'invention pour objet un dispositif interrupteur, destiné notamment à installé dans un départ de réseau moyenne ou haute tension, comprenant une chambre de coupure prolongée en sa partie basse par une colonne isolante, ladite chambre de coupure pouvant être actionnée par l'intermédiaire d'une bielle isolante reliée à un mécanisme de commande, caractérisé en ce que qu'il comprend entre ladite colonne isolante ledit mécanisme de commande un transformateur de tension sous enveloppe métallique. Dans un mode préféré de réalisation selon l'invention, un tube conducteur traverse ladite colonne isolante le long de son axe pour relier électriquement le pole inférieur de la chambre de coupure au transformateur de tension. Dans variante de réalisation, le tube conducteur est fixe et de forme cylindrique creuse, bielle isolante traverse ledit tube en toute sa longueur et est mécaniquement reliée au pôle inférieur 13B. Dans autre variante de réalisation, le tube conducteur est mobile et' est mécaniquement relié au pôle inférieur 13B ainsi qu'à la bielle isolante (3). L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans description qui suit en rapport avec les figures ci dessous. La figure 1 A représente schématiquement une installation complète départ de poste, comprenant de façon connue un disjoncteur de technologie AIS et un transformateur de tension de technologie GIS associés en série. La figure 1 B représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif interrupteur hybride selon l'invention. La figure 2 est une représentation en perspective du mode de réalisation d'un interrupteur hybride selon l'invention représenté figure 1B. Figure IA, le disjoncteur 10A forme un ensemble à isolation dans l'air (AIS) comprenant une chambre de coupure IA montée sur une colonne isolante 2A. Cet ensemble comprend aussi avantageusement des transformateurs de courant 8A fixés sur la chambre de coupure IA et reliés électriquement à ses pôles 13A. La commande des pôles est assurée par un mécanisme 4A par l'intermédiaire d'une bielle isolante 14 actionnée en translation ou en rotation de façon classique. Le disjoncteur 10A est relié par un câble 16 à un dispositif 20 de mesure de tension comprenant un transformateur de tension 5A en technologie GIS, c'est-à-dire sous enveloppe métallique remplie de gaz isolant, à l'intérieur duquel le potentiel du réseau est acheminé par une barre conductrice 15. La cuve blindée 9A du transformateur 5A est reliée à la masse du châssis 7A supportant l'ensemble et coiffée sur sa partie haute par une cloison isolante 11 A traversée par la barre 15. façon générale, le transformateur 5A contient dans sa cuve 9A un capteur assurant la fonction de réducteur de potentiel, classiquement de type inductif bobinages) ou de type électro-optique (à cellule de Pockels). schéma figurant sur la partie supérieure de la figure est une représentation symbolique du circuit équivalent à l'installation complète. Les références 8', l' et 5' désignent respectivement un transformateur de courant, un disjoncteur et transformateur de tension. Le courant circule de gauche à droite dans le sens de flèche. Figure I B, le mode de réalisation représenté comprend une partie haute à isolation dans l'air et une partie basse sous enveloppe métallique. La partie haute comporte un disjoncteur 10B renfermant une chambre de coupure 1B qui possède un pôle inférieur 13B mobile pour assurer la coupure. Des transformateurs de courant 8B sont fixés au disjoncteur de même que représenté à la figure IA. Un tube conducteur 6 relie électriquement le pôle 13B à un transformateur de tension 5B de type capacitif blindé. L'ensemble est supporté par un châssis métallique 7B relié à la terre. Dans une première variante de réalisation, le tube conducteur 6 est fixe, de forme cylindrique creuse, et est traversé par une bielle isolante 3 mobile reliant mécanisme de commande 4B au pôle inférieur 13B. La bielle 3 est actionnée façon classique par le mécanisme de commande 4B, en translation ou en rotation autour de son axe, voire en une combinaison de translation et de rotation. Le mécanisme d'ouverture et de fermeture de la chambre de coupure 1B n'est pas détaillé dans la présente car connu en soi. L'extrémité basse du tube conducteur 6 logée dans la cuve 9B du transformateur de tension, le long de l'axe de symétrie la cuve, pour constituer une électrode centrale 17 reliée au potentiel du réseau. Des électrodes 12 installées dans la cuve 9B permettent de récupérer un potentiel réduit par rapport à celui de l'électrode centrale 17, d'un facteur constant déterminé grâce au principe connu de la division capacitive. Ces électrodes 12 sont à symétrie cylindrique et sont séparées de la surface interne de la cuve 9B par un isolant représenté, typiquement de faible épaisseur. Une certaine distance d'isolement nécessaire entre l'extrémité basse du tube 6 et la base 9C de la cuve 9B, cette dernière étant à la masse du châssis 7B. Dans une deuxième variante de réalisation, le tube conducteur 6 est mobile, est mécaniquement relié au pôle 13B assurant la coupure, et est couplé par - son extrémité basse à la bielle isolante 3 qui est actionnée de façon classique par le mécanisme de commande 4B. Dans cette variante, l'entraînement du pôle 13B pour l'ouverture et la fermeture de la chambre de coupure est effectué par l'intermédiaire du tube conducteur 6 lui même solidaire en mouvement de la bielle 3. Une cloison isolante 11 B permet le guidage du tube 6 en translation ou en rotation. Une telle réalisation présente l'avantage d'utiliser une bielle isolante bien plus courte que dans la première variante dans laquelle la bielle traverse le tube 6 en toute sa longueur. Une telle variante de réalisation est particulièrement intéressante dans le cas où le tube 6 est actionné en rotation, puisque l'inertie des éléments mobiles est relativement faible pour une rotation autour de l'axe du tube. La bielle isolante 3 comporte avantageusement une portion métallique au niveau de la traversée bas de la cuve 9B du transformateur de tension, afin de procurer un système d'étanchéité métal contre métal fiable même lorsqu'elle est en mouvement. De manière générale, un interrupteur hybride selon l'invention permet d'utiliser pour le transformateur de tension 5B sous enveloppe métallique différents types de capteurs réducteurs de potentiel, en particulier des capteurs de type inductif, électro optique, ou capacitif, dès lors que ceux-ci sont susceptibles d'être logés dans cuve blindée a symétrie axiale et d'être traversés par un tube relié au potentiel réseau. En comparaison avec une installation de technologie connue représentée à la figure 1 A et comportant des appareillages séparés, le dispositif hybride décrit ci dessus est de manière générale particulièrement avantageux en terme de réduction des coûts et de la surface occupée au sol. Il permet en effet d'utiliser notamment un seul châssis, un seul coffret de regroupement basse tension, un seul système de surveillance de gaz SF6, ainsi que d'autres éléments uniques qui nécessitent d'être dupliqués dans type d'installation décrit à la figure l A. Figure 2, un interrupteur hybride selon l'invention est représenté perspective. tube conducteur 6 est fixe et est traversé en toute sa longueur par bielle isolante 3 reliée au pôle 13B de la chambre de coupure 1B. Dans ce mode de réalisation, le transformateur de tension 5B est de type capacitif sous enveloppe métallique. Du fait que la cuve 9B est électriquement reliée à la masse du châssis 7B, ce dernier peut être accolé au transformateur de tension. Le dispositif interrupteur hybride occupe ainsi une surface au sol limitée. De même que représenté à la figure 1B, des transformateurs de courant 8B sont fixés sur le disjoncteur 10B, permettant de compléter le dispositif interrupteur pour obtenir un ensemble compact assurant les fonctions de coupure de ligne, mesuré de courant et mesure de tension. REVENDICATIONS 1/ Dispositif interrupteur destiné notamment à être installé dans départ de réseau moyenne ou haute tension, comprenant une chambre de coupure B) prolongée en partie basse par une colonne isolante (2B), ladite chambre de coupure pouvant etre actionnée par l'intermédiaire d'une bielle isolante (3) reliée à un mécanisme de commande (4B), caractérisé en ce que qu'il comprend entre ladite colonne isolante et ledit mécanisme de commande un transformateur de tension (5B) sous enveloppe métallique. 2/ Dispositif interrupteur selon la revendication 1 dans lequel un tube conducteur (6) traverse ladite colonne isolante (2B) le long de axe pour relier électriquement le pôle inférieur (13B) de la chambre coupure (I B) au transformateur de tension (5B). Dispositif interrupteur selon la revendication 2 dans lequel tube conducteur (6) est fixe et de forme cylindrique creuse, et dans lequel la bielle isolante (3) traverse ledit tube en toute sa longueur et est mécaniquement reliée au pôle inférieur 13B. 4/ Dispositif interrupteur selon la revendication 2 dans lequel le tube conducteur est mobile et est mécaniquement relié au pôle inférieur 13B ainsi qu'à la bielle isolante (3). Dispositif interrupteur selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel la bielle isolante est entraînée en rotation par le mécanisme de commande (4B). Dispositif interrupteur selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel la bielle isolante comprend une portion métallique au niveau de la traversée de la base (9C) de la cuve (9B) du transformateur de tension. 7/ Dispositif interrupteur selon l'une des revendications 2 à dans lequel le transformateur de tension est de type capacitif, et dans lequel le tube conducteur constitue l'électrode (17) dudit transformateur reliée au potentiel du réseau. 8/ Dispositif interrupteur selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel la colonne isolante (2B) est supportée par un châssis (7B) et dans lequel transformateur de tension est contenu dans l'espace délimité par le cadre dudit châssis. 9/ Dispositif interrupteur selon l'une des revendications 1 à dans lequel des transformateurs de courant (8B) sont fixés à la chambre de coupure.