Brevet FR2834138A1 — publié le 20030627

L'invention concerne un élément de poste blindé à haute tension à isolation au gaz sous une enveloppe métallique fixée au sol, comprenant au moins un disjoncteur raccordé électriquement et mécaniquement à au moins un jeu de barres s'étendant selon une direction transversale à l'axe longitudinal du disjoncteur. On entend par élément de poste blindé à haute tension une section de ce poste incluant au moins un disjoncteur, et on entend par enveloppe métallique de cet élément l'enveloppe globale formée par l'assemblage des enveloppes individuelles des appareillages et barres de liaison haute tension qui composent ledit élément. Dans un tel élément l'enveloppe métallique est classiquement ancrée rigidement au sol. Cette enveloppe comprend généralement une cuve entourant le disjoncteur qui s'étend selon la direction de l'axe longitudinal de ce dernier. Cette cuve est surmontée de piquages verticaux, consistant par exemple en des barres de liaison haute tension sous enveloppe métallique et reliant électriquement et mécaniquement le disjoncteur au jeu de barres par l'intermédiaire d'un point commun. L'enveloppe d'un tel élément de poste renferme également d'autres appareillages électriques comme par exemple un ou plusieurs sectionneurs montés au niveau du point commun. Le jeu de barres s'étend transversalement à l'axe longitudinal du disjoncteur. Il est classiquement prévu de monter des soufflets axiaux sur le jeu de barres pour compenser les variations de longueur qui sont dues à la dilatation thermique. Plus particulièrement la dilatation thermique apparaît dans le jeu de barres du fait du passage du courant électrique et de variations de la température ambiante. Cette dilatation est d'autant plus importante que le matériau utilisé de façon habituelle pour la fabrication d'une enveloppe est l'aluminium. Pour un poste comprenant un jeu de barres de 30m de long, la dilatation du jeu de barres est d'environ 30 mm pour un échauffement de 40 C. Classiquement, les soufflets axiaux sont disposé le long du jeu de barres, pour limiter les contraintes mécaniques subies par l'élément de poste blindé afin d'éviter notamment un endommagement du disjoncteur et des appareillages électriques. Le but de l'invention est de proposer une solution plus économique pour compenser les effets de dilatation du jeu de barres raccordé à l'enveloppe métallique de l'élément de poste. A cet effet, l'invention a pour objet un élément de poste blindé à haute tension à isolation au gaz sous une enveloppe métallique fixée au sol, comprenant au moins un disjoncteur raccordé électriquement et mécaniquement à au moins un jeu de barres s'étendant selon une direction transversale à l'axe longitudinal du disjoncteur, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique est fixée au sol par l'intermédiaire d'une articulation autorisant un faible mouvement pendulaire de l'enveloppe en cas de dilatation dudit jeu de barres le long de ladite direction transversale. Un tel agencement permet au mieux de supprimer les soufflets axiaux sur le jeu de barres raccordé à l'élément de poste, ou permet d'en réduire sensiblement le nombre s'il n'est pas possible de s'en passer complètement. L'articulation peut être placée au niveau du sol pour être éloignée du jeu de barre de façon à minimiser l'amplitude du mouvement pendulaire. Cette articulation peut être reliée à l'enveloppe soit directement, soit par un support intermédiaire. Selon un mode de réalisation particulier de l'élément de poste blindé selon l'invention, l'articulation est constituée par au moins une pièce ou un profilé métallique ancré au sol et apte à fléchir de part et d'autre d'un plan vertical sensiblement perpendiculaire à ladite direction transversale. Un tel profilé métallique peut avoir par exemple une section en forme de l et peut ancré au sol par des chevilles en étant disposé parallèlement à la direction longitudinale. Avec cette disposition, l'articulation ne peut pas subir de déformation angulaire autour de la direction transversale. Un mouvement pendulaire est ainsi autorisé uniquement de part et d'autre du plan vertical pour absorber les variations de longueur du jeu de barres, et un maintien du disjoncteur est assuré le long de l'axe longitudinal pour résister aux efforts apparaissant lorsque le disjoncteur est manoeuvré. Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, l'enveloppe est conçue de façon à avoir une certaine souplesse. Avec cette souplesse les contraintes mécaniques dans l'enveloppe sont encore diminuées lorsque le jeu de barres se dilate. Dans le cas où l'enveloppe comprend plusieurs parties reliées par des zones de raccordement, une ou plusieurs de ces zones de raccordement pourra être souple en étant réalisée par extrusion et soudage ou par interposition d'un soufflet charnière. Un exemple de réalisation d'un élément de poste blindé à haute tension selon l'invention est décrit ci-après plus en détail et illustré sur les figures. La figure 1 montre schématiquement un élément de poste blindé selon l'invention avec une enveloppe métallique reposant au sol par l'intermédiaire de deux profilés métalliques avec une section en forme de l ; La figure 2 est une vue selon la coupe A-A'de la figure 1 d'un profilé métallique ; La figure 3 est une vue selon le plan A-A'de l'élément de poste selon l'invention. L'élément de poste blindé à haute tension partiellement représenté sur la figure 1 comprend un disjoncteur haute tension à isolation au gaz sous une enveloppe métallique 1. L'enveloppe métallique 1 renferme un disjoncteur qui s'étend selon un axe longitudinal AX horizontal et est électriquement et mécaniquement raccordée à un double jeu de barres 3,4 s'étendant selon une direction D transversale à l'axe AX. Une telle enveloppe est généralement assemblée à partir de plusieurs parties reliées par des zones de raccordement. Dans l'exemple de la figure 1 l'enveloppe métallique 1 comprend une cuve 1A entourant le disjoncteur, avec deux piquages 1B (un seul étant représenté) consistant en des barres de liaison haute tension sous enveloppe métallique de forme tubulaire s'étendant verticalement depuis la partie supérieure de la cuve 1A, chaque piquage ayant son extrémité supérieure reliée à un point commun 1 C qui est lui-même raccordé aux jeux de barres 3,4. Le point commun 1C comprend ici deux sectionneurs non représentés qui sont destinés à isoler électriquement chaque jeu de barre 3,4 du disjoncteur. L'enveloppe pourra également inclure d'autres appareillages électriques non représentés. Les différentes parties de l'enveloppe donnée figure 1 sont reliées par des zones de raccordement 10,10'et 10"qui seront détaillées plus bas. Comme visible sur la figure 1, les jeux de barres 3 et 4 s'étendent horizontalement au dessus de l'enveloppe 1 qui est maintenue horizontalement au sol S par deux cadres métalliques 5 et 6 reposant chacun sur un profilé métallique 7A, 7B en forme de 1. Ces cadres métalliques 5 et 6 qui forment chacun une liaison entre un profilé 7A, 7B et l'enveloppe 1 forment ici des berceaux auxquels l'enveloppe 1 est suspendue par plusieurs points d'accrochage. D'autres formes avec des points d'accrochages répartis différemment peuvent également être utilisées sans sortir du cadre de l'invention. L'enveloppe 1 de l'élément de poste s'étend selon un axe longitudinal AX alors que le double jeu de barres 3,4 s'étend selon une direction transversale D qui est perpendiculaire à la direction AX. En se dilatant, les jeux de barres 3 et 4 s'allongent le long de la direction D. L'effet de la dilatation des jeux de barres 3 et 4 sur l'enveloppe 1 est compensé selon l'invention par un fléchissement des profilés 7A et 7B qui autorise un mouvement pendulaire de l'enveloppe 1 sensiblement autour de l'axe longitudinal AX lorsque les jeux de barres 3 et 4 se dilatent. Avec ce mouvement pendulaire, l'ensemble de l'enveloppe 1 et des appareillages électriques situés au dessus du disjoncteur tourne lorsque les jeux de barres se dilatent de manière à réduire les contraintes mécaniques dans l'élément de poste selon l'invention. Comme représenté sur la figure 2, chaque profilé métallique ayant une section en forme de 1, tel que le profilé 7A, est ancré au sol S par exemple avec des chevilles 9 en étant positionné parallèlement à l'axe longitudinal AX. Il comporte une lame verticale flexible 8 qui s'étend dans un plan vertical P sensiblement perpendiculaire à la direction transversale D de sorte que chaque profilé 7A, 7B est apte à fléchir de part et d'autre du plan vertical P. Ces profilés étant disposés parallèlement à l'axe longitudinal, l'articulation globale ainsi réalisée interdit tout mouvement de l'enveloppe dans le plan vertical P. Cet agencement permet de maintenir l'enveloppe 1 de l'élément de poste suivant l'axe longitudinal AX, et d'empêcher ainsi un déplacement longitudinal de cet élément de poste en cas de manoeuvre du disjoncteur. En pratique, l'angle de fléchissement a des profilés 7A, 7B de part et d'autre du plan P est de l'ordre du 100ème de radian. Un léger mouvement pendulaire de l'enveloppe est donc autorisé grâce à la fonction d'articulation assurée par l'élément flexible. En pratique, la mise en oeuvre d'une articulation autorisant un angle de fléchissement de l'ordre du 100ème de radian compense la dilatation d'un jeu de barres de soixante mètres de long alors que dans l'art antérieur, il était nécessaire de monter des soufflets axiaux tous les vingt mètres sur un tel jeu de barres. Les profilés métalliques sont bien entendu beaucoup moins coûteux à fabriquer que des soufflets axiaux pour jeu de barres. Ces profilés ou pièces flexibles 7 A, 7B peuvent être remplacés, sans sortir du cadre de l'invention, par toute sorte d'articulation, par exemple une charnière, autorisant un faible mouvement angulaire de l'enveloppe métallique 1 sensiblement autour de l'axe longitudinal AX. L'enveloppe est conçue avec une certaine souplesse pour réduire encore les contraintes mécaniques dans l'enveloppe lorsque le jeu de barres se dilate. Plus particulièrement l'enveloppe 1 est conçue pour autoriser des variations de l'angle entre les piquages verticaux 1B et les jeux de barres horizontaux 3 et 4, ces variations étant induites par le mouvement pendulaire de l'enveloppe 1 lorsque les jeux de barres 3 et 4 se dilatent. Cette souplesse pourra être obtenue par construction de l'enveloppe en étant par exemple introduite au niveau d'une ou plusieurs zones de raccordement des différentes parties constitutives de l'enveloppe 1. Dans la figure 3, l'enveloppe 1 comprend trois zones de raccordement souples 10, 10'et 10"reliant respectivement la cuve 1A au piquage 1 B, le piquage 1B au point commun 1 C et le point commun 1 C aux jeux de barre 3, 4. Au repos, les jeux de barres 3 et 4 forment avec les piquages 1 B de l'enveloppe 1 un angle ss proche de l'angle droit correspondant à une position verticale des piquages. Lorsque les barres des jeux de barres 3 et 4 se dilatent, les piquages 1 B s'inclinent sensiblement et forment un angle a avec la verticale, de telle sorte que l'angle ss se ferme pour prendre une valeur notée ss1. Cette variation de l'angle ss est absorbée par les zones de raccordement souples 10'et 10"ce qui diminue les contraintes mécaniques engendrées dans l'enveloppe par la dilatation des jeux de barres 3 et 4. Comme visible dans la figure 3, on a ss1= p-a. Dans le cas d'une enveloppe en tôle d'aluminium, ces zones de raccordement souples pourront par exemple être réalisées par extrusion et soudage. Par exemple la zone de raccordement 10 entre la cuve 1A et le piquage 1 B pourra être réalisée par extrusion d'une ouverture de la cuve pour former une collerette en saillie sur laquelle sera soudée une bride de fixation ou bien directement le piquage 1 B. Comme connu de l'Homme du métier, le choix d'un aluminium corroyé et d'un rayon de courbure adapté pour l'extrusion permettent d'ajuster la souplesse d'une telle zone de raccordement. Dans le cas d'une enveloppe réalisée en fonte d'aluminium, un soufflet charnière pourra par exemple être monté au niveau de la zone de raccordement 10'entre le piquage 1 B et le point commun 1C. Un tel soufflet charnière a un coût bien inférieur à celui d'un soufflet axial pour jeu de barres, ce qui réduit significativement le coût du poste blindé. Chaque élément du poste blindé peut être articulé au sol et la suppression, grâce à l'invention, des soufflets axiaux sur les jeux de barres dans le poste permet d'en abaisser le coût. Bien entendu, l'invention s'applique à d'autres types d'architecture d'éléments de poste sous enveloppe métallique. REVENDICATIONS 1/Elément de poste blindé à haute tension à isolation au gaz sous une enveloppe métallique (1) fixée au sol (S), comprenant au moins un disjoncteur raccordé électriquement et mécaniquement à au moins un jeu de barres (3,4) s'étendant selon une direction (D) transversale à l'axe longitudinal (AX) du disjoncteur, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique (1) est fixée au sol par l'intermédiaire d'une articulation autorisant un faible mouvement pendulaire de l'enveloppe en cas de dilatation dudit jeu de barres (3,4) le long de ladite direction transversale (D). 2/Elément de poste blindé selon la revendication 1, dans lequel l'articulation est constituée par au moins une pièce ou un profilé métallique (7A, 7B) ancré au sol apte à fléchir de part et d'autre d'un plan (P) sensiblement perpendiculaire à ladite direction transversale (D). 3/Elément de poste blindé selon la revendication 2, dans lequel au moins un profilé métallique (7 A, 7B) possède une section en forme de 1. 41 Elément de poste blindé selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel l'enveloppe métallique (1) est maintenue horizontalement au sol par des cadres métalliques (5,6) reposant chacun sur une pièce ou un profilé métallique (7A, 7B). 5/Elément de poste blindé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'articulation est conçue pour interdire tout mouvement de ladite enveloppe (1) dans la direction longitudinale (AX) du disjoncteur en cas de manoeuvre de ce dernier. 6/Elément de poste blindé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ladite enveloppe (1) présente une certaine souplesse pour minimiser les contraintes mécaniques dans l'enveloppe. 7/Elément de poste blindé selon la revendication 6, dans lequel ladite enveloppe (1) comprend plusieurs parties (1A, 1 B, 1 C) reliées par des zones de raccordement (10,10', 10"), et dans laquelle au moins une desdites zones de raccordement est souple. 8/Elément de poste selon la revendication 7, dans lequel au moins une des parties (1A, 1B, 1C) de l'enveloppe (1) est réalisée en fonte d'aluminium et dans laquelle au moins une zone de raccordement souple (10,10', 10") est réalisée par un soufflet charnière.