Sectionneur d'isolement d'une installation blindée haute tension

Abstract

 Sectionneur d'isolement d'une installation blindée ayant une enveloppe métallique (10) mise à la terre et remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevé. L'intervalle d'isolement "d" séparant le contact fixe (28) de la broche coulissante mobile (32) est entourée d'une électrode de révolution (48) interposée entre cet intervalle d'isolement "d" et l'enveloppe (10). L'électrode de révolution (48) s'étend sur toute la longueur de l'intervalle d'isolement "d" et est connectée électriquement au contact fixe (28) pour empêcher toute migration de l'arc tiré entre les contacts (28, 32) vers l'enveloppe (10) mise à la terre. L'enveloppe métallique (10) est avantageusement de forme sphérique, les contacts (28, 32) étant disposés sensiblement au centre de la sphère.

Description

[0001] L'invention est relative à un sectionneur d'une installation blindée à enveloppe métallique de révolution, mise à la terre, remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée, comprenant :
- un contact mobile en forme de broche coulissante, susceptible de venir en une position de fermeture d'engagement avec un contact fixe aligné, et en une position d'ouverture de séparation dudit contact fixe par un intervalle d'isolement "d",
- un écran répartiteur de champ en forme de capot fixe coiffant l'extrémité du contact fixe auquel il est électriquement connecté et présentant une ouverture centrale de passage de la broche du contact mobile en position fermée du sectionneur, - un écran répartiteur de champ en forme de capot associé au contact mobile et agencé pour coiffer l'extrémité du contact mobile en position ouvert en étant connecté électriquement au contact mobile.

[0002] Un sectionneur du genre mentionné permet d'isoler une partie de l'installation ou un départ, notamment d'un poste blindé, la manoeuvre du sectionneur étant réalisée hors charge. Un tel sectionneur peut être amené à couper des courants capacitifs ou inductifs de faible puissance, mais suffisant pour tirer un arc entre les contacts du sectionneur. Un tel arc est rapidement éteint lors de la manoeuvre poursuivie du sectionneur et ne prête pas à conséquence lorsqu'il reste confiné dans la zone de séparation des contacts. Il a été constaté que dans une installation blindée à enveloppe métallique mise à la terre, l'arc tiré entre les contacts du sectionneur risque dans certaines conditions sévères de migrer vers l'enveloppe et d'engendrer un claquage interne de l'arc à la terre. Pour éviter ces inconvénients, il a déjà été proposé de limiter la durée de l'arc par une vitesse accélérée des contacts ou de maintenir l'arc dans la partie centrale par des écrans de répartition de champ. Ces solutions donnent satisfaction pour certaines coonditions de fonctionnement, mais elles n'assurent pas une fiabilité absolue.

[0003] La présente invention a pour but de permettre la réalisation d'un sectionneur d'isolement évitant tout amorçage vers l'enveloppe mise à la terre, lors d'une manoeuvre du sectionneur.

[0004] Le sectionneur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une électrode de révolution disposée coaxialement autour dudit intervalle d'isolement "d", en étant intercalé entre cet intervalle et l'enveloppe métallique pour capter un arc susceptible de migrer dudit intervalle vers ladite enveloppe.

[0005] En entourant la zone d'arc d'une électrode reliée au contact fixe, on empeche ni la formation de l'arc, ni sa migration éventuelle, mais cette migration est alors orientée vers cette électrode, empêchant un amorçage sur l'enveloppe mise à la terre. L'électrode de révolution est suffisamment éloignée du contact mobile et des parties au potentiel de ce contact, pour tenir la tension d'isolement. L'électrode de révolution est également à une distance suffisante de l'enveloppe métallique mise à la terre pour éviter tout claquage entre cette électrode et l'enveloppe. A cet effet, l'enveloppe métallique présente avantageusement au niveau de l'électrode de révolution une section élargie suffisante pour assurer la tenue diélectrique de l'installation. L'enveloppe peut être sphérique ou de forme cylindrique de section agrandie, raccordée par des parties tronconiques aux gaines cylindriques de l'installation.

[0006] La longueur de l'électrode de révolution correspond sensiblement à la longueur de séparation des contacts pour éviter tout cheminement de l'arc vers l'enveloppe mise à la terre. Les bords de l'électrode de révolution sont arrondis pour assurer une bonne répartition du champ et limiter les risques d'amorçage. L'électrode est de préférence en forme d'anneau, par exemple de tore de section circulaire, enveloppant coaxialement les contacts du sectionneur. L'anneau de révolution est fixé au contact fixe par des bras assurant en meme temps la connexion électrique, ces bras se raccordant tangentiellement à partie externe de l'anneau. Les bras peuvent appartenir ou être remplacés par une calotte pleine formant un véritable écran entre le contact fixe et l'électrode annulaire empêchant tout passage de l'arc dans cet intervalle.

[0007] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté à la figure unique annexée, qui est une coupe axiale d'un sectionneur selon l'invention, représenté en cours d'ouverture des contacts.

[0008] Sur la figure, une enveloppe métallique 10 étanche et mise à la terre est remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée, notamment d'héxafluorure de soufre. L'enveloppe 10 présente des brides 12, 14, de raccordement à des gaines cylindriques 16, 18, appartenant à l'enveloppe d'un poste blindé. Les gaines 16, 18, entourent coaxialement des conducteurs ou barres 20, 22, supportés par des isolateurs 24, intercalés entre les brides 12, 14. Dans l'exemple illustré par la figure, les barres 20, 22, sont perpendiculaires, mais il est clair que l'invention s'applique à des barres alignées ou s'étendant suivant des directions obliques. L'extrémité 26 de la barre 20 à l'intérieur de l'enveloppe 10 porte un contact fixe 28 ayant des pinces de contact 30, disposées en forme de tulipe pour entourer coaxialement un contact mobile 32, en forme de broche coulissante. La broche 32 est reliée par une tige 34 à un mécanisme de manoeuvre 36 susceptible de déplacer la broche 32 axialement pour venir sélectivement en une position de fermeture d'engagement entre les pinces 30 de contact fixe et d'ouverture du sectionneur à une distance "d" de séparation du contact fixe 28. La broche 32 est connectée électriquement par des contacts frottants 38 à l'extrémité de la barre 22 interne à l'enveloppe 10. Le contact fixe 28 et le contact mobile 32 sont chacun équipé d'un capot 40, 42, de forme hémisphérique assurant une bonne répartition du champ autour de ces contacts. Les capots 40, 42, présentent une ouverture axiale de passage de la broche de contact 32. Le contact fixe 28 peut présenter de plus un doigt d'arc 44 disposé axialement entre les pinces de contact 30 et s'étendant jusqu'aux bords du capot 40. La broche coulissante 32 présente, lorsque le doigt 44 existe, un évidement interne conjugé 46 dans lequel pénètre le doigt 44 en position de fermeture du sectionneur. Un tel sectionneur, bien connu des spécialistes, permet d'établir ou de rompre la connexion entre les conducteurs 20, 22, par simple coulissement, de la broche mobile 32, actionné par le mécanisme de manoeuvre 36.

[0009] Selon l'invention, l'enveloppe métallique 10 est en forme de sphère d'une section supérieure à celle des gaines 16, 18, et l'ensemble de contact fixe 28, contact mobile 32, est disposé sensiblement au centre de cette sphère. Une électrode annulaire 48, en forme de tore, est disposée dans le plan diamétral de la sphère 10, perpendiculaire à la broche 32 de contact mobile, en entourant coaxialement, l'intervalle de séparation "d" des contacts fixe 28 et mobile 32. L'électrode de révolution 48 est intercalée entre l'enveloppe métallique 10 et l'intervalle de séparation "d" qui constitue la zone de formation d'un arc, lors d'une coupure de courant capacitif ou inductif. Le diamètre du tore 48 est sensiblement équivalent à la distance "d" d'isolement entre les contacts fixe 28 et mobiles 32 en position séparée. L'électrode annulaire 48 est fixée par des bras ou une calotte 50 au contact fixe 28. Ces bras se raccordent tangentiellement aux bords externes 52 du tore pour présenter une forme arrondie évitant toute concentration du champ électrique. Des extrémités opposées des bras 50 sont fixées à l'arrière du contact fixe 22 à l'abri du capot répartiteur 40. Les bras 50 assurent le support mécanique et la liaison électrique de l'électrode annulaire 48 au contact fixe 28. En se référant à la figure, on voit que la distance de séparation de l'électrode annulaire 48 au contact mobile 32 et au capot répartiteur 42 est toujours supérieure ou égale à la distance d'isolement "d" séparant les contacts fixe 28 et mobile 32 en position d'ouverture, de manière à assurer une tenue diélectrique suffisante. D'une manière analogue, l'électrode annulaire 48 est suffisamment distante de l'enveloppe métallique 10 mise à la terre, pour éviter tout claquage entre cette électrode et l'enveloppe 10.

[0010] Le fonctionnement du sectionneur d'isolement ressort de l'exposé précédent :
- en position de fermeture du sectionneur, la broche 32 est engagée entre les pinces 30 du contact fixe 28 et assure la connexion entre les barres 20, 22. L'ouverture du sectionneur est commandée par le mécanisme 36 qui impose un mouvement de coulissement de la broche 32 vers le bas sur la figure. Lors de la séparation des contacts 28, 32, un arc s'amorce entre le doigt d'arc 44 et l'extrémité de la broche 32, de la manière représentée sur la figure, cet arc (ou un arc secondaire issu du premier) étant susceptible de migrer sur le capot répartiteur 40 et de là sur l'électrode annulaire 48. IL est facile de voir que l'électrode 48 empêche tout passage de l'arc vers l'enveloppe métallique 10, notamment entre le contact fixe 28 et l'électrode 48, la distance à franchir pour atteindre l'enveloppe 10, mise à la terre étant toujours supérieure à celle pour atteindre l'électrode 48 ou l'écran répartiteur 40. La calotte 50 qui peut être pleine ou ajourée pour former des bras de support, constitue un écran additionnel de barrage. Tout risque de mise à la terre est ainsi évité.

[0011] L'enveloppe métallique 10 peut être en forme d'ellipsoïde ou de cylindre associé à des parties de raccordement tronconique ou de toute autre forme. La section de l'électrode de révolution 48 peut être aplatie pour constituer un oval ou un simple cylindre si l'on prend soin de munir les bords d'une partie renflée pour éviter toute pointe susceptible d'assurer une concentration des lignes de champ. En se référant à la figure, on voit que la partie interne de l'électrode de révolution 48, disposée en regard du contact fixe 28, est sans grande utilité et qu'elle peut être supprimée, l'électrode 48 se résumant dans ce cas à une partie arrondie formée par un repliement du bord de la calotte 50. Le spécialiste peut facilement imaginer d'autres formes opérantes d'une telle électrode de révolution 48. La disposition selon l'invention nécessite un volume supérieur, mais cette augmentation est largement compensée par la sécurité assurée par l'électrode 48 qui constitue une barrière quasi-infranchissable à l'arc. Dans le cas d'une enveloppe d'un diamètre suffisant il est bien entendu inutile d'accroître la section de l'enveloppe au droit de l'anneau de révolution 48. La fixation et la connexion électrique de l'électrode de révolution 48 peuvent être réalisées d'une manière différente et indépendamment l'une de l'autre, l'invention s'étendant bien entendu à toute variante de réalisation restant dans le cadre des équivalences.

Revendications

1. Sectionneur d'une installation blindée à enveloppe métallique (10) de révolution mise à la terre, remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée, comprenant :
- un contact mobile en forme de broche (32) coulissante susceptible de venir en une position de fermeture d'engagement avec un contact fixe (28) aligné, et en une position d'ouverture de séparation dudit contact fixe par un intervalle d'isolement ("d"),
- un écran (40) répartiteur de champ en forme de capot fixe coiffant l'extrémité du contact fixe (28) auquel il est électriquement connecté et présentant une ouverture centrale de passage de la broche (32) du contact mobile en position fermée du sectionneur,
- un écran (42) répartiteur de champ en forme de capot associé au contact mobile (32) et agencé pour coiffer l'extrémité du contact mobile en position ouvert en étant connecté électriquement au contact mobile,
caractérisé en ce qu'il comporte une électrode de révolution (48) disposée coaxialement autour dudit intervalle d'isolement ("d"), en étant intercalée entre cet intervalle et l'enveloppe métallique (10) pour capter un arc susceptible de migrer dudit intervalle vers ladite enveloppe.

2. Sectionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe (10) de révolution présente au niveau de ladite électrode de révolution (48) une section élargie pour assurer une tenue diélectrique suffisante entre l'électrode et l'enveloppe.

3. Sectionneur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite enveloppe (10) est de forme sphérique, et que ledit ensemble de contacts (28, 32) est disposé sensiblement au centre de la sphère.

4. Sectionneur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite électrode de révolution (48) présente des bords arrondis favorisant une bonne répartition du champ électrique.

5. Sectionneur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite électrode (48) est en forme d'anneau à axe aligné avec lesdits contacts (28, 32), la longueur axiale de l'anneau correspondant sensiblement à l'intervalle d'isolement ("d") entouré par l'anneau sur toute sa longueur.

6. Sectionneur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite électrode (48) est un tore de section circulaire.

7. Sectionneur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite électrode (48) de révolution est dotée de bras (50) de support et de connexion électrique fixés audit contact fixe (28) à l'abri de l'écran (40) répartiteur de champ.

8. Sectionneur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits bras (50) forment une calotte pleine ou ajourée dont le bord circulaire (52) se raccorde tangentiellement à la surface externe de l'électrode de révolution (48).

9. Sectionneur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit contact fixe (28) comporte des pinces de contact (30) entourant circonférentiellement ladite broche (32) en position de fermeture et un doigt (44) d'arc s'étendant axialement jusqu'à l'ouverture centrale du capot (40) répartiteur de champ, susceptible de s'engager dans un orifice (44) axial conjugué de la broche mobile (32) en position de fermeture.

Dessins