Installation de distribution électrique à haute tension Dans les installations de distribution électriques à haute tension, intérieures et extérieures, situées dans des zones urbaines à densité de population éle vée, donc en des lieux où le volume et surtout la surface sont particulièrement onéreux, la réduction de l'encombrement est primordiale. La présente in vention permet de réaliser économiquement une réduction des dimensions de ces installations.
L'ins tallation qui en fait l'objet comporte au moins un jeu de barres conductrices disposées dans une gaine commune à laquelle sont raccordés, sur une même génératrice de la gaine, un certain nombre de boî tiers isolants parallèles constituant l'enveloppe de bornes de traversée contenant chacune un conduc teur connecté à l'une desdites barres conductrices, et est caractérisée par le fait que les barres sont disposées dans la gaine suivant .un tracé tel que chaque barre se présente, en regard de la base de la borne de traversée contenant le conducteur auquel elle doit être raccordée,
plus près de ladite base que les autres barres.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exem ple, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Les fig. 1 à 18 sont des vues de ces diverses formes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un jeu de barres et de plusieurs bornes de traversée. Les fig. 2, 3 et 4 sont des coupes transversales du même jeu de barres respectivement selon les lignes U U', V V' et W W' de la fig. 1.
La fig. 5 est une variante de la fig. 1, et les fig. 6 et 7 sont des coupes transversales de jeux de barres de la fig. 5, selon les lignes X X' et Y Y'.
La fig. 8 représente un poste de coupure à haute tension. La fi.-,. 9 se rapporte à une installation électrique dont la surface a été réduite par rapport à celle d'une installation classique similaire.
La fig. 10 concerne une installation électrique de hauteur réduite.
Les fig. 11, 12 et 13 sont des vues en coupe de trois variantes d'organes de sectionnement de dimen sions réduites.
Les fig. 14, 15 et 16 ont trait à trois variantes comportant deux jeux de barres et des organes de sectionnement de dimensions réduites.
La fig. 17 est une vue en élévation et la fig. 18 une vue en plan d'un poste à deux jeux de barres comportant des jeux de barres et des organes de sectionnement permettant une importante réduc tion de la surface requise.
La canalisation de la fig. 1, comprenant trois barres 1, 2, 3, est protégée contre les contacts exté rieurs par une gaine 4, isolante, ou de préférence métallique et reliée à la masse, et elle est isolée par un fluide liquide ou de préférence gazeux à haute rigidité diélectrique. La liaison entre les barres et des conducteurs extérieurs 1' 2' 3' 1" 2" 3" s'effectue à l'aide de boîtiers formant l'enveloppe de bornes de traversée isolantes 5, 6; 7, 5', 6', 7'.
Il est avantageux que les points d'intersection des axes de toutes les bornes de traversée 5, 6, 7, 5', 6', 7' et de la gaine cylindrique 4 soient situés sur une même génératrice (soit par exemple à la partie supérieure dans les fig. 1 à 7).
Dans. ces conditions, il est souhaitable que la barre raccordée à un conducteur d'une borne de traversée, soit, au voisinage de cette dernière, la plus proche de la génératrice qui coupe les axes desdites bornes, ce qui évite le passage de connexions à proximité des autres barres. Dans les installations représentées, ce résultat est obtenu en faisant suivre aux barres, dans la canalisation, un tracé au moins en partie curviligne,
comportant de préférence des hélices ou des portions d'hélices tracées sur un cylin dre fictif concentrique à la gaine 4.
Les fig. 1 à 4 concernent une première variante dans laquelle chaque barre a, dans les zones com portant des bornes de traversée, la forme d'une hélice continue de pas égal à l'écartement des traversées correspondant à ladite barre. Dans les parties de la gaine ne comportant pas de bornes de traversée, les barres sont rectilignes et disposées au sommet d'un triangle équilatéral se raccordant aux parties curvi lignes décrites ci-dessus.
Les fig. 5 à 7 concernent une seconde variante dans laquelle les barres sont formées d'une part d'une portion d'hélice 9, 9', 9" dont le pas est beaucoup plus court que l'écartement entre les bornes de traver sée, et d'autre part d'une partie rectiligne 10, 10', 10". Cette disposition permet, lorsque l'écartement entre traversées varie, d'utiliser, pour une même tension de service, toujours la même hélice. Cette solution sim plifie considérablement la réalisation des hélices, qui sont alors toutes identiques.
Dans cette disposition, les portions d'hélice 9, 9', 9" peuvent être situées au droit des traversées et les parties rectilignes dans l'intervalle compris entre les traversées (fig. 5), ou bien les parties recti lignes 10, 10', 10" peuvent être situées au droit des traversées et les portions d'hélice 9, 9', 9" dans l'intervalle compris entre les traversées, cette der nière forme de réalisation n'étant pas représentée sur les figures.
Les fig. 8, 9 et 10 représentent des installations de coupure comportant uniquement des appareils à sectionnement visible. La fig. 8 représente une ins tallation comportant deux jeux de barres séparés 11 et 12 et raccordés chacun à un ensemble de bornes de traversée verticales telles que 13 et 14. Dans cette installation, les sectionneurs associés aux jeux de barres sont coulissants à mouvement vertical et sont montés sur les bornes de traversée 13 et 14 ;ils se déplacent selon les trajets 15 et 16.
Chaque pôle de sectionneur permet de relier une barre d'un des deux jeux de barres 11 ou 12 à un conducteur d'arrivée ou de départ tel que 17. Ce conducteur est relié à un câble d'arrivée ou de départ par un disjoncteur 18 (représenté fixe sur cette figure), un sectionneur de ligne 19 et une boîte à câble 20 comportant un trans formateur d'intensité pour la mesure du courant.
En parallèle, entre la tête de la boîte à câble 20 et la terre, sont connectés un sectionneur de terre 21 et un transformateur de potentiel 22.
La fig. 9 représente une installation occupant une surface sensiblement moindre que celle d'une installation similaire classique. Dans cette installa tion, les jeux de barres 11 et 12 sont suspendus à un plafond 23, et les bornes de traversée 13 et 14 sont inclinées de telle façon que les couteaux des section neurs coulissants 15 et 16 disposés dans lesdites bor nes de traversée viennent s'embrocher sur des mâchoires fixées sur le capot 24 d'un disjoncteur débrochable. Le sectionnement de la ligne (réalisé par le sectionneur 19 dans la fi- .
8) est obtenu ici en déplaçant le disjoncteur 18 jusqu'à la position représentée en traits mixtes, et en séparant la mâchoire 25 fixée sur le disjoncteur 18 et un cou teau 26 monté sur un isolateur fixe 27.
La fig. 10 représente une installation ayant à la fois une surface et une hauteur plus réduites qu'une installation classique. Les jeux de barres 11 et 12 sont fixés à un mur 28. Les bornes de traversée telles que 13 et 14 sont inclinées, et leurs axes sont parallèles entre eux. Les sectionneurs coulissants associés aux jeux de barres 15 et 16 coopèrent res pectivement avec des contacts 29 et 30 réunis par une connexion. Le sectionnement de la ligne est obtenu en déplaçant le disjoncteur 18 jusqu'à la posi tion en traits mixtes, et en séparant une broche conductrice 31 d'un contact 32 fixé sur le disjonc teur 18.
Pour réduire la distance de sectionnement, et par conséquent l'encombrement des sectionneurs asso ciés aux jeux de barres, on peut placer ces organes dans des fluides de rigidité diélectrique supérieure à celle de l'air à la pression atmosphérique. Dans la disposition selon la fig. 11, on utilise dans le sec tionneur et dans la borne de traversée 5 le même fluide isolant, liquide ou gazeux, que dans la gaine du jeu de barres 4 ; dans les réalisations selon les fig. 12 et 13, on peut utiliser un fluide isolant diffé rent pour le sectionneur et le jeu de barres.
Dans la disposition selon la fig. 11, la barre 1 protégée par la gaine 4 porte une mâchoire 33 avec laquelle entre en contact une tige de sectionneur 34 entraînée par un mécanisme 35. La base de la borne de traver sée 5 et l'extrémité de la tige de sectionneur en posi tion d'ouverture sont protégées contre l'effet couron ne par des organes de répartition de champ 36 et 37.
Dans la disposition selon la fig. 12, il existe une séparation isolante 38 entre le fluide de la gaine du jeu de barres 4 et celui de la borne de traversée 5. Cette réalisation est un peu plus coûteuse, mais la séparation 38, d'une part permet d'adopter pour cha que enceinte le fluide le plus approprié, et, d'autre part, évite qu'une fuite dans la borne de traversée provoque la mise hors service du jeu de barres.
Cette disposition permet également, lorsque l'installation comporte deux jeux de barres disposés comme le montrent les fig. 14, 15, 16 et 17, d'utiliser le second jeu de barres lorsque le premier a été vidé pour exa men ou réparation. Dans cette disposition, la tige mobile de sectionneur 34, entraînée par le méca nisme 35, entre en contact, en position de fermeture (représentée en traits mixtes) avec une tige de tra versée formant contact fixe 39, reliée à la barre 1 du jeu de barres, les effluves par rapport à la masse étant évités grâce au pare-effluve 36.
Il est possible, comme le montre la fig. 13, de signaler la fin de course d'ouverture en faisant sortir l'extrémité de la tige de contact lorsque le section neur est ouvert. Le mécanisme 35 entraîne à cet effet la tige mobile 34 au moyen d'un couple pignon denté crémaillère 40. Lorsque la distance de section nement interne est obtenue en 34-39, le prolonge ment 41 de la tige mobile 34 apparaît à l'extérieur et permet de vérifier directement que le sectionneur est ouvert.
Les fig. 14, 15, 16, 17 et 18 représentent des installations dont l'encombrement a été réduit par l'utilisation simultanée de jeux de barres et de sectionneurs incorporés à l'intérieur des bornes de traversées.
La fig. 14 montre une disposition analogue à celle de la fig. 10 mais avec des sectionneurs incor porés dans les bornes de traversée. La fig. 15 est une variante de la fig. 14 permettant de réduire encore légèrement la surface de l'installation. Dans la fig. 16, on retrouve les mêmes éléments, mais disposés différemment.
Le sectionnement de la ligne est toujours obtenu par le déplacement du disjonc teur débrochable 18 en séparant le contact 32 fixé sur le pôle de ce disjoncteur et le contact 31 relié aux deux jeux de barres par une connexion 42 ; mais les jeux de barres 11 et 12, supportant les bornes de traversée 13 et 14 et les sectionneurs incorporés 15 et 16, sont fixés au sol 43.
Cette dis position présente deux avantages : la fixation au sol des jeux de barres et des bornes de traversée, qui sont assez lourds, est beaucoup plus économi que que leur installation en porte à faux sur un mur, et l'accès à ces organes pour leur entretien ou leur réparation est beaucoup plus aisé.
Les fig. 17 et 18 représentent respectivement en élévation et en plan un poste de coupure à deux jeux de barres en parallèle comportant plusieurs départs, et présentant une disposition permettant de réduire la longueur des jeux de barres 11 et 12 et la surface du poste. On a représenté deux départs, mais le poste pourrait comporter un nombre quel conque de départs. Le premier départ comprend les trois pôles de disjoncteurs 44, 45 et 46, et le second départ comprend les pôles 47, 48 et 49. Les pôles 44 et 47 correspondent à la phase 1, les pôles 45 et 48 à la phase 2 et les pôles 46 et 49 à la phase 3.
Cha que pôle est relié à chacun des jeux de barres par des bornes de traversée avec sectionneurs incorpo rés telles que 50, 51 pour le pôle 44 ; 52, 53 pour le pôle 45, etc... Le sectionnement de la ligne est réa lisé par le débrochage des pôles de disjoncteurs tels que 44 et 47, respectivement en 62, 63 et en 64, 65.
Comme le montre la fig. 17, cette disposition permet simultanément de faire reposer sur le sol tous les organes tels que disjoncteurs, jeux de bar res, bornes de traversée, de faciliter l'accès à ces organes et de réduire la longueur des deux jeux de barres et la surface du poste.
On peut utiliser comme fluides isolants dans les jeux de barres et les traversées, l'un des fluides gazeux ou liquides suivants - un gaz constitué par un composé stable du fluor tel que l'hexafluorure de soufre, l'hexafluorure de sélénium, l'octofluorocyclobutane, le perfluo- ropropane, le dichlorodifluorométhane, le mono- fluorotrichlorométhane, le perfluoro N butane, ou un mélange de ces gaz, ou un mélange de l'un ou plusieurs d'entre eux avec de l'air ;
un liquide constitué par un composé halogéné stable tel que les mélanges en toutes proportions de diphényl chloré (pentachlorodiphényl, par exemple) et de trichlorobenzène, ou ces compo sés utilisés seuls (produit tel que celui dénommé commercialement Pyralène , par exemple), l'alphamonochloronaphtalène, ou un hydrocar bure liquide dont l'hydrogène est partiellement ou totalement substitué par un ou plusieurs halogènes (par exemple liquides fluorocarbonés et chlorofluorocarbonés).
High-voltage electrical distribution installation In high-voltage electrical distribution installations, indoor and outdoor, located in urban areas with a high population density, therefore in places where the volume and especially the surface are particularly expensive, the reduction clutter is essential. The present invention makes it possible to economically achieve a reduction in the dimensions of these installations.
The installation which is the subject of it comprises at least one set of conductive bars arranged in a common sheath to which are connected, on the same generator of the sheath, a certain number of parallel insulating third boxes constituting the terminal shell. bushing each containing a conductor connected to one of said conductive bars, and is characterized by the fact that the bars are arranged in the sheath along a path such that each bar appears, facing the base of the terminal of bushing containing the conductor to which it must be connected,
closer to said base than the other bars.
The accompanying drawings show, by way of example, several embodiments of the invention. Figs. 1 to 18 are views of these various embodiments of the invention.
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a busbar and of several feed-through terminals. Figs. 2, 3 and 4 are cross sections of the same set of bars respectively along lines U U ', V V' and W W 'of FIG. 1.
Fig. 5 is a variant of FIG. 1, and fig. 6 and 7 are cross sections of the busbars of FIG. 5, along the lines X X 'and Y Y'.
Fig. 8 represents a high voltage switching station. The fi.- ,. 9 relates to an electrical installation the surface of which has been reduced compared to that of a similar conventional installation.
Fig. 10 relates to an electrical installation of reduced height.
Figs. 11, 12 and 13 are sectional views of three variants of cutting members of reduced dimensions.
Figs. 14, 15 and 16 relate to three variants comprising two sets of bars and cutting members of reduced dimensions.
Fig. 17 is an elevational view and FIG. 18 a plan view of a two-busbar station comprising busbars and disconnection members allowing a significant reduction in the surface required.
The pipe of FIG. 1, comprising three bars 1, 2, 3, is protected against external contact by a sheath 4, insulating, or preferably metallic and connected to the mass, and it is insulated by a liquid or preferably gaseous fluid with high rigidity dielectric. The connection between the bars and the outer conductors 1 '2' 3 '1 "2" 3 "is made using boxes forming the casing of insulating feed-through terminals 5, 6; 7, 5', 6 ' , 7 '.
It is advantageous that the points of intersection of the axes of all the feedthrough terminals 5, 6, 7, 5 ', 6', 7 'and of the cylindrical sheath 4 are located on the same generator (ie for example at the part top in fig. 1 to 7).
In. Under these conditions, it is desirable that the bar connected to a conductor of a feed-through terminal, is, in the vicinity of the latter, the closest to the generator which intersects the axes of said terminals, which prevents the passage of connections nearby of the other bars. In the installations shown, this result is obtained by making the bars follow, in the pipe, an at least partly curvilinear path,
preferably comprising propellers or portions of propellers drawn on a fictitious cylinder concentric with the sheath 4.
Figs. 1 to 4 relate to a first variant in which each bar has, in the areas comprising feed-through terminals, the shape of a continuous helix with a pitch equal to the spacing of the bushings corresponding to said bar. In the parts of the sheath not having feed-through terminals, the bars are rectilinear and arranged at the top of an equilateral triangle connecting to the curved line parts described above.
Figs. 5 to 7 relate to a second variant in which the bars are formed on the one hand from a portion of the helix 9, 9 ', 9 "the pitch of which is much shorter than the distance between the span terminals, and on the other hand of a rectilinear part 10, 10 ', 10 ". This arrangement allows, when the spacing between bushings varies, to use, for the same operating voltage, always the same propeller. This solution considerably simplifies the production of the propellers, which are then all identical.
In this arrangement, the propeller portions 9, 9 ', 9 "may be located at the right of the crossings and the straight parts in the interval between the crossings (fig. 5), or else the straight parts 10, 10 ', 10 "may be located in line with the bushings and the helix portions 9, 9', 9" in the interval between the bushings, this last embodiment not being shown in the figures.
Figs. 8, 9 and 10 show switching installations comprising only visible disconnection devices. Fig. 8 shows an installation comprising two separate busbars 11 and 12 and each connected to a set of vertical feed-through terminals such as 13 and 14. In this installation, the disconnectors associated with the busbars slide vertically and are mounted on the crossing terminals 13 and 14; they move along routes 15 and 16.
Each disconnector pole makes it possible to connect a bar of one of the two busbars 11 or 12 to an incoming or outgoing conductor such as 17. This conductor is connected to an incoming or outgoing cable by a circuit breaker 18 (shown fixed in this figure), a line disconnector 19 and a cable box 20 comprising a current transformer for measuring the current.
In parallel, between the head of the cable box 20 and the earth, an earthing switch 21 and a potential transformer 22 are connected.
Fig. 9 shows an installation occupying a significantly smaller area than that of a similar conventional installation. In this installation, the busbars 11 and 12 are suspended from a ceiling 23, and the feed-through terminals 13 and 14 are inclined in such a way that the knives of the sliding sections 15 and 16 disposed in said feed-through terminals come plug into jaws fixed to the cover 24 of a withdrawable circuit breaker. The sectioning of the line (carried out by the disconnector 19 in the fi.
8) is obtained here by moving the circuit breaker 18 to the position shown in phantom, and by separating the jaw 25 fixed on the circuit breaker 18 and a knife 26 mounted on a fixed insulator 27.
Fig. 10 shows an installation having both a surface area and a smaller height than a conventional installation. The busbars 11 and 12 are fixed to a wall 28. The feed-through terminals such as 13 and 14 are inclined, and their axes are parallel to each other. The sliding disconnectors associated with the busbars 15 and 16 cooperate respectively with contacts 29 and 30 joined together by a connection. The disconnection of the line is obtained by moving the circuit breaker 18 to the position in phantom lines, and by separating a conductive pin 31 from a contact 32 fixed on the circuit breaker 18.
To reduce the isolating distance, and consequently the bulk of the isolators associated with the busbars, these components can be placed in fluids with a dielectric strength greater than that of air at atmospheric pressure. In the arrangement according to FIG. 11, the same insulating fluid, liquid or gaseous, is used in the section and in the feed-through terminal 5 as in the sheath of the busbar 4; in the embodiments according to FIGS. 12 and 13, a different insulating fluid can be used for the disconnector and the busbar.
In the arrangement according to FIG. 11, the bar 1 protected by the sheath 4 carries a jaw 33 with which comes into contact a disconnector rod 34 driven by a mechanism 35. The base of the bay terminal 5 and the end of the disconnector rod in posi opening are protected against the crown effect by field distributors 36 and 37.
In the arrangement according to FIG. 12, there is an insulating separation 38 between the fluid of the sheath of the busbar 4 and that of the feed-through terminal 5. This embodiment is a little more expensive, but the separation 38, on the one hand, makes it possible to adopt for each encloses the most suitable fluid, and, on the other hand, prevents a leak in the feed-through terminal causing the busbar to be taken out of service.
This arrangement also makes it possible, when the installation comprises two sets of bars arranged as shown in FIGS. 14, 15, 16 and 17, to use the second busbar when the first one has been emptied for examination or repair. In this arrangement, the movable disconnector rod 34, driven by the mechanism 35, comes into contact, in the closed position (shown in phantom), with a trailing rod forming a fixed contact 39, connected to the bar 1 of the set. of bars, the scent relative to the mass being avoided thanks to the scent barrier 36.
It is possible, as shown in fig. 13, to signal the opening limit switch by making the end of the contact rod come out when the neur section is open. The mechanism 35 drives the movable rod 34 for this purpose by means of a toothed rack pinion couple 40. When the internal sectioning distance is obtained at 34-39, the extension 41 of the movable rod 34 appears on the outside. and allows you to directly check that the disconnector is open.
Figs. 14, 15, 16, 17 and 18 show installations the size of which has been reduced by the simultaneous use of busbars and disconnectors incorporated inside the bushing terminals.
Fig. 14 shows an arrangement similar to that of FIG. 10 but with disconnectors incorporated in the feed-through terminals. Fig. 15 is a variant of FIG. 14 to further reduce the surface area of the installation. In fig. 16, we find the same elements, but arranged differently.
The disconnection of the line is always obtained by moving the withdrawable circuit breaker 18 by separating the contact 32 fixed to the pole of this circuit breaker and the contact 31 connected to the two busbars by a connection 42; but the busbars 11 and 12, supporting the bushing terminals 13 and 14 and the incorporated disconnectors 15 and 16, are fixed to the ground 43.
This arrangement has two advantages: fixing the busbars and feed-through terminals to the ground, which are quite heavy, is much more economical than installing them cantilevered on a wall, and access to these components for their maintenance or repair is much easier.
Figs. 17 and 18 respectively show in elevation and in plan a switching station with two parallel busbars comprising several outlets, and having an arrangement making it possible to reduce the length of the busbars 11 and 12 and the surface of the station. We have shown two departures, but the position could have any number of departures. The first feeder includes the three circuit breaker poles 44, 45 and 46, and the second feeder includes poles 47, 48 and 49. Poles 44 and 47 correspond to phase 1, poles 45 and 48 to phase 2 and poles 46 and 49 in phase 3.
Each pole is connected to each of the busbars by feed-through terminals with incorporated disconnectors such as 50, 51 for pole 44; 52, 53 for pole 45, etc ... The line is disconnected by disconnecting the poles of circuit breakers such as 44 and 47, respectively at 62, 63 and 64, 65.
As shown in fig. 17, this arrangement makes it possible simultaneously to rest on the ground all the components such as circuit breakers, sets of bars, feed-through terminals, to facilitate access to these components and to reduce the length of the two sets of bars and the surface of the post.
One of the following gaseous or liquid fluids can be used as insulating fluids in busbars and bushings - a gas consisting of a stable fluorine compound such as sulfur hexafluoride, selenium hexafluoride, octofluorocyclobutane, perfluoropropane, dichlorodifluoromethane, monofluorotrichloromethane, perfluoro N butane, or a mixture of these gases, or a mixture of one or more of them with air;
a liquid consisting of a stable halogen compound such as mixtures in all proportions of chlorinated diphenyl (pentachlorodiphenyl, for example) and of trichlorobenzene, or these compounds used alone (product such as that commercially known as Pyralene, for example), alphamonochloronaphthalene , or a liquid hydrocarbon in which the hydrogen is partially or totally substituted by one or more halogens (for example fluorocarbon and chlorofluorocarbon liquids).