EP2051272A1 - Ensemble de sectionneurs pour poste électrique moyenne et haute tension sous enveloppe métallique - Google Patents

Ensemble de sectionneurs pour poste électrique moyenne et haute tension sous enveloppe métallique Download PDF

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EP2051272A1
EP2051272A1 EP08166442A EP08166442A EP2051272A1 EP 2051272 A1 EP2051272 A1 EP 2051272A1 EP 08166442 A EP08166442 A EP 08166442A EP 08166442 A EP08166442 A EP 08166442A EP 2051272 A1 EP2051272 A1 EP 2051272A1
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EP
European Patent Office
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electrode
finger
radially
radial
passage
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Application number
EP08166442A
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German (de)
English (en)
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EP2051272B1 (fr
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Gwenael Marquezin
Alain Girodet
André Cimala
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Grid Solutions SAS
Original Assignee
Areva T&D SAS
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/26—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch
    • H01H31/32—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with rectilinearly-movable contact

Definitions

  • the present invention relates to an isolation disconnector assembly, a slow earth disconnector and a fast earth disconnector for a medium and high voltage metal-encased electrical substation.
  • the metal-jacketed medium and high voltage distribution stations comprise a sealed envelope filled with a dielectric gas, SF6 type in which are generally arranged, circuit breakers, isolating disconnectors.
  • the station is connected to departures by overhead line or cable via crossings or cable boxes.
  • the disconnector located on the line feeder is framed on the side of the circuit breaker of a earthing switch allowing earthing at a relatively fast speed.
  • slow, called slow earthing switch having, by its speed, no closing power on short circuit and the side of the line feeder of a earthing switch allowing a grounding next a relatively high speed, called fast earthing switch to close or not on a short circuit current.
  • each of the disconnectors is controlled individually.
  • the document FR 1 487 723 discloses an isolation isolating switch and two individually controlled earthing switches.
  • the document EP 1 361 633 also discloses metal encased substations in which control of the isolating switch and control of the earthing switch are combined. However, the control of the fast earthing switch remains independent. This type of item can reduce the cost compared to stations with an individual command for each disconnector, however the separate command of the fast earthing switch involves significant additional cost.
  • the opening of the isolating switch and the grounding of each of the electrodes forming the isolation disconnector is effected by the displacement of two interlocked elements for opening the isolating switch and for closing the slow earthing switch, and these two elements becoming mobile. relative to each other while maintaining their electrical contact for closing the fast earthing switch.
  • the conductive element providing contact between the line-side electrode and the circuit-breaker-side electrode is in one piece, the fast grounding of the line-side electrode being effected by this element.
  • the conductive element ensuring the contact between the line-side electrode and the circuit-breaker electrode is composite, ie in two parts able to slide relative to one another, one of the two parts contacting the line-side electrode to ground it.
  • the present invention therefore mainly relates to a set of disconnectors for medium and high voltage metal-enclosed distribution station comprising a first electrode, a second electrode and a third grounding electrode, arranged in this order along a longitudinal axis, a movable element able to move along said longitudinal axis, said movable conductive element comprising a first longitudinal end intended to bring the first and the second electrode into contact, a second end longitudinal member intended to come into engagement with axial displacement means, the mobile element comprising a first part and a second electrically conductive part, axially fixed in a first direction to ground the second electrode and able to disengage axially, the second part being able to move in a second direction, while maintaining electrical contact with the first part, to allow the closure of the earthing switch of the first electrode.
  • the displacement of the movable element in the first direction can be obtained by activation of the displacement means and the displacement of the second part of the movable element in the second direction can be obtained by the release of a compressed elastic means when moving in the first direction.
  • the set of disconnectors according to the present invention may comprise means for securing the first and second parts of the movable element, the annihilation of the securing obtained by the securing means and the release of the load of the elastic means thus compressed is obtained automatically by an additional relative displacement in the first direction of at least a portion of the movable member.
  • the first part of the movable element is in direct contact with the displacement means and is partially made of electrically conductive material coming into electrical contact with the third electrode for grounding the first and second electrodes.
  • the first part may comprise a larger diameter portion of electrically conductive material and an insulating portion of smaller diameter, the contact with the third electrode being obtained by contact between the larger diameter portion and the third electrode.
  • the elastic means is for example mounted in reaction between a radial wall of the second electrode, and an axial end of the second portion interposed between said radial wall of the second electrode and the first electrode, the second electrode comprising a radially outer tube and a radially inner tube connected by said radial wall, the elastic means being disposed between the two tubes concentrically.
  • the securing means comprise for example a finger mounted radially in a cage secured to the tube of the second part, the connection between the second part and the first part being obtained by cooperation of a radially inner end of the finger with a groove made in the outer face of the tube of the first part, said finger being resiliently biased towards the longitudinal axis by a resilient means mounted radially in the outer tube via a pusher.
  • the radially outer tube of the second electrode may comprise on an inner face a groove, said groove making it possible to securing the second portion to the spring cage by penetrating a radially outer end of the finger into said groove and by cooperation of the other radially inner end of the finger with the outer surface of the first distinct portion of the groove, the finger being biased radially away from the axis by an elastic means mounted in the cage, the load of the second resilient means being less than that of the first elastic means.
  • the first part advantageously comprises at an upstream end in the first direction, a slope oriented towards the first electrode, the release of the load of the elastic means being effected by a sliding of the radially inner end of the finger on said slope, by a radially moving the finger inward and an outlet of the radially outer end of the groove finger, the second part then being detached from the second electrode.
  • the first part comprises an end intended to come into electrical contact with the first and the second electrode and a second longitudinal end engaged with the displacement means
  • the second part comprises a longitudinal first end intended to come into electrical contact with the first and the second electrode
  • the first part is for example radially outer and surrounds the second radially inner part, the second end of the first part being made of electrically insulation and said second portion being adapted to be secured axially to the first part by securing means, said second portion having an electrically conductive end on the side of the first electrode and an electrically insulating end on the side of the third electrode.
  • the elastic means is advantageously mounted in reaction between the second radially inner portion and the third electrode.
  • the elastic means is advantageously made of electrically insulating material and can thus be disposed at least partly in the sealed envelope in abutment against the sealed envelope and the movable contact.
  • the third electrode forms for example an axial bottom of the sealed envelope provided with a central passage whose periphery is intended to come into contact with the outer part of the movable contact.
  • the securing means are in a variant disposed outside the sealed envelope in a cylindrical envelope open at one end and bordering the central passage of the grounding electrode.
  • the securing means may comprise a radially movable finger and an elastic return means towards the longitudinal axis, said radial finger being resiliently biased towards the longitudinal axis, said radial finger being mounted on the first portion and the second radially inner portion comprising a radial passage for receiving the radial finger, the cylindrical envelope being provided a bottom of which projects a central finger along the longitudinal axis adapted to come to urge the radial finger penetration into a bore in the second part and into which said passage to escape from said passage.
  • the securing means may comprise a radially movable finger and an elastic return means mounted in reaction in a cage between one end of the cage and the radial finger, said radial finger being resiliently biased towards the longitudinal axis, said radial finger being mounted on the first portion and the second radially inner portion having a radial passage for receiving the radial finger, and wherein the third electrode comprises at a downstream end in the second direction a bottom which projects a central finger on the longitudinal axis adapted to to urge the radial finger through a bore in the second portion and into which said passage to escape from said passage.
  • the third electrode advantageously comprises axial guiding means of the first and second parts of the movable element, also forming a support for the elastic means.
  • the guiding means comprise for example a tube integral with the bottom and coming to be interposed radially between the first portion and the second radially inner portion, said tube having an axial slot receiving the radial finger (30).
  • the second radially inner portion may comprise at a longitudinal end downstream of the passage in the first direction a slope oriented away from the passage intended to cooperate with the tip of the radial finger to allow the radial finger to slide radially outwards and penetrate the passage to secure the first and second part of the conductive element.
  • the displacement means are, by way of non-limiting example, the rack type cooperating with a toothed wheel, levers or worm.
  • the elastic means may be made of epoxy filled with glass fibers.
  • the speed of movement of the movable element in the first direction is advantageously between 0.02 m / s and 0.2 m / s, and the speed of displacement of the second part of the movable element to connect the first and the third electrode is advantageously between 2 m / s and 8 m / s.
  • the first electrode may be connected to a high or medium voltage line or a cable feeder and the second electrode may be connected to a circuit breaker.
  • the set of disconnectors according to the invention may comprise means for preventing a relative rotational movement between the movable element and the first, second and third electrode and between the first and the second part.
  • the present invention also relates to a medium and high voltage station in a metal envelope, comprising a set of disconnectors according to the present invention, wherein the metal casing is connected to the earth and the third electrode and connected to the metal casing.
  • the sets of disconnectors according to the present invention have substantially a symmetry of revolution about a longitudinal axis X.
  • the forward movement corresponds to a movement in a closing direction of the isolating and closing switch of the fast earthing switch.
  • the rearward movement corresponds to a movement in the opening direction of the isolating and closing switch of the slow earthing switch.
  • FIG. 1 a first embodiment of a set of isolating switches combining an isolating disconnector, a slow grounding disconnector, also called slow MALT and a fast earthing disconnector, also called fast MALT, can be seen.
  • the set of disconnectors is intended to be arranged in a sealed metal casing (not shown) filled with a gas with a high dielectric strength, for example sulfur hexafluoride (SF 6 ), dry air or air. nitrogen (N2), this set is interposed, for example between a circuit breaker (not shown) and a high or medium voltage line (not shown) in a substation starting line.
  • a gas with a high dielectric strength for example sulfur hexafluoride (SF 6 ), dry air or air. nitrogen (N2)
  • the set of disconnectors comprises a first electrode 2 connected to a high or medium voltage line or cable outlet, a second electrode 4 connected to the circuit breaker, and a third electrode 6 to ground.
  • the third electrode 6 is connected to the envelope which is itself grounded.
  • the three electrodes 2, 4 and 6 are arranged in this order along a longitudinal axis X of the set of disconnectors.
  • the first X axis electrode 2 comprises at an axial end 2.1 facing the second electrode 4 a central cavity 10 forming an electrical contact made of a material allowing the establishment of an electric arc and an annular cavity 12 surrounding the cavity central 10 forming an electrical contact for the passage of the permanent current.
  • the second electrode 4 comprises an X-axis tube whose axial end 4.1 is opposite the first electrode 2.
  • the third grounding electrode 6 is disposed behind the second electrode 4.
  • the third grounding electrode 6 has a cylindrical inner profile comprising a zone of smaller cross-section 6.1 and a smaller diameter. second zone 6.2 more large cross section, said zone of smaller cross section being on the side of the second electrode 4. But it could be expected that the third electrode is of constant section and sufficient to house an immobilization mechanism which will be described later.
  • the third grounding electrode 6 has at its axial end opposite the zone of smaller section 6.1 a sealed bottom 6.3.
  • the set of disconnectors also comprises an electrically conductive movable element 8 capable of bringing the first 2 and second 4 electrodes or the second 4 and third 6 electrodes and / or the first 2 and third 6 electrodes into electrical contact.
  • the movable element 8 comprises two conductive parts 8.1, 8.2, an outer part 8.1 and an inner part 8.2 concentric to the first part 8.1.
  • the outer part 8.1 is of tubular shape and is intended to penetrate into the annular cavity 12 of the first electrode 2 or into the cavity 6.1 of the electrode 6 and the inner part 8.2 has the shape of a rod intended to penetrate into the central cavity 10 of the first electrode.
  • the outer part 8.1 is kept in electrical contact with the inner part 8.2 by means of a ring 14 projecting radially inwardly from an inner face of the outer part 8.1.
  • An electrical contact 16 is provided on this projection 14 and a mechanical guide.
  • the inner part 8.2 and the outer part 8.1 are able to be joined in motion in certain operating phases of the disconnectors and able to slide relative to each other in other phases of maneuver, as we shall see by the after.
  • the zone of smaller section 6.1 has an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the outer portion 8.1 of the conductive element 8. Thus, when the outer element 8.1 recedes, it comes into electrical contact with the third electrode 6 at the level of the area of smaller section 6.1.
  • this zone comprises an electrical contact corresponding to the diameter of the outer portion 8.1.
  • this contact is made by a radially inwardly projecting annular projection intended to come into contact with the outer part 8.1 and to exert a radial force on the latter due to the elasticity of the material.
  • the outer portion 8.1 extends rearwardly towards the bottom 6.3 of the third electrode 6 by a rod 18 of tubular form.
  • the connecting rod 18 is in two parts 18.1, 18.2.
  • the second part 18.2 carries a securing means 20 of the outer part 8.1 and the outer part 8.2 of the conductive element 8.
  • Part 18.1 is made of insulating material to hold the voltage between the third electrode 6 and the second electrode 4.
  • the other part 18.2 is made of metal, but it could be envisaged to make it also of insulating material.
  • the inner portion 8.2 extends rearwardly by means of a rod 22.
  • the rod 22 is made in two parts, a front portion 22 'and a rear portion 22' '.
  • the front portion 22 ' is made of insulating material to hold the voltage between the third electrode 6 which is grounded and the second electrode portion 4 which is under high voltage.
  • the rear portion 22 is advantageously metal for reasons of mechanical strength, but it could be provided to make it insulating material with mechanical characteristics equivalent to those of the metal.
  • the bottom 6.3 advantageously comprises means for axial guidance of the first 8.1 and second 8.2 parts of the conductive element 8.
  • the guide means are formed by a sleeve 24 projecting axially forward towards the first electrode 2 and an axial finger 26 projecting from the bottom towards the front.
  • the sleeve 24 holds a spring 28 which will be described below, and the finger 26 serves as a means for allowing expansion of said spring.
  • the set of disconnectors also comprises an elastic energy storage means 28 disposed between a front end 24.1 of the sleeve 24 integral with the bottom 6.3 and the rod 22 extending the inner part 8.2 of the conductive element 8.
  • the elastic energy storage means 28 is for example formed by a helical spring mounted in reaction between the end 24 of the sleeve 24 and an annular bearing surface 22.1 projecting radially outwardly of the rod 22.
  • the immobilizing means 20 comprises a radial finger 30 axially integral with the second portion 18.2 of the rod 18 and able to move radially.
  • the finger 30 is biased radially elastically towards the axis X by means of a spring 32 mounted in reaction between the finger 30 and the bottom of a cage 34 fixed on the connecting rod 18.
  • the radial finger 30 enters a passage 35 formed in a rear end 22.1 of the rod 22.
  • the outer part 8.1 and the inner part 8.2 are axially joined by the finger 30.
  • the end 22.1 of the rod 22 has an axial bore 36 into which the passage 35 opens, so that an end 30.1 of the radial finger 30 opens radially into the bore 36.
  • the sleeve 24 integral with the electrode 6 of grounding is interposed radially between the rod 22 of the inner portion 8.1 and the connecting rod 18 integral with the outer portion 8.2 and has an axial slot 37 in which the finger 30 slides.
  • the axial finger 26 secured to the third electrode 6 is intended to penetrate into the bore 36 and to cooperate with the end 30.1 of the finger 30.
  • the axial finger 26 advantageously comprises a rounded end 26.1 facing towards the end to facilitate sliding the end 30.1 of the radial finger, it could also be beveled or pointed.
  • the end 30.1 it advantageously has a pointed shape, a rounded shape or spherical cap.
  • the rear end 22.1 of the rod 22 advantageously comprises a slope oriented towards the bottom of the third electrode 6, intended to cooperate also with the end 30.1 of the radial finger during a closing phase of the isolating switch.
  • the finger 30 advantageously serves anti-rotation means of the outer portion 8.1 relative to the inner portion 8.2. However, additional means can be provided.
  • the means 38 comprise a toothed wheel 40 meshing with an axial rack 42 on the outer surface of the connecting rod 18.
  • the isolating disconnector can be seen in the closed position, the movable element 8 ensures contact between the first electrode 2 and the second electrode 4, the radial pin 30 penetrates into the radial passage 35 and provides axial fastening of the part 8.1 and the inner part 8.2.
  • an operator activates the displacement means 38, in the example shown, the toothed wheel 40 is moved in rotation and moves the connecting rod 18 axially towards the rear, driving the outer part 8.1, the part 8.2 is also displaced axially via the radial finger 30.
  • the axial displacement of the conductive element 8 may be slow, for example of the order of 0.02 m / s to 0.2 m / s. s.
  • the movable element 8 deviates from the first electrode 2, the displacement means 38 stop, the isolation disconnector is then in the open position, ie the first 2 and second 4 electrodes are no longer connected electrically and are sectioning distance. In this position, none of the electrodes are grounded, as can be seen on the Figure 2B .
  • the disconnection distance is the minimum distance between the first 2 and second 4 electrodes necessary for the electrical insulation of the gas is sufficient to ensure the dielectric strength imposed by the standards applicable to this type of equipment.
  • the operator activates the moving means 38 again, the connecting rod 18 resumes its axial displacement towards the rear, as well as the outer 8.1 and inner 8.2 parts, until the outer part 8.1 enters the third electrode 6 and comes into contact with the zone of smaller section of the grounding electrode 6, as shown in FIG. Figure 2C .
  • the second electrode 4 then comes into electrical contact with the third electrode 6 (grounding) via the outer part 8.1, the earthing switch of the second electrode 4 is closed.
  • the spring 28 was further compressed.
  • the maneuver can also be performed slowly, for example of the order of 0.02 m / s to 0.2m / s.
  • the moving means 38 stop.
  • the displacement of the inner part 8.2 thus corresponds to the closing of a slow earthing switch.
  • the operator again activates the moving means 38, the outer part 8.1 and the inner part 8.2 move back again solidly.
  • the axial finger 26 projecting from the bottom 6.3 of the electrode 6 then enters the bore 36, comes into contact with the tip 30.1 of the radial finger 30, and pushes it radially outwards against the spring 32, as shown on the 2D figure .
  • This radial displacement of the finger 30 causes the separation of the outer part 8.1 and the inner part 8.2.
  • the inner portion 8.2 Under the effect of the load of the spring 28, the inner portion 8.2 is pushed forward, while the outer portion 8.1 remains stationary.
  • the inner part 8.2 enters the central cavity of the first electrode 2. However, the outer part 8.1 and the inner part 8.2 remain in electrical contact.
  • the first electrode 2 is then electrically connected to the ground electrode 6 via the inner part 8.2 and the outer part 8.1.
  • the earthing switch of the first electrode 2 is then closed ( figure 2E ).
  • the forward movement of the inner part 8.2, during the expansion of the spring 28, is rapid and therefore the closure of the earthing switch of the first electrode 2 relative to the closing of the earthing switch the second electrode 4 is fast.
  • the speed of closing is of the order of 2 to 8 m / s, which ensures the closing performance on short circuit.
  • the displacement of the inner part 8.2 thus corresponds to the closing of a fast earthing switch.
  • the outer part 8.1 then deviates from the third electrode 6 of grounding, the electrodes 2 and 4 are no longer grounded: the earthing switches of the first 2 and second 4 electrodes are open. Then, the outer part 8.1 comes into contact with the first electrode 2, the isolating switch is then closed.
  • the tip 30.1 of the radial finger 30 then meets the end of the rod 22 and slides on the slope, the finger 30 is then moved radially outwards against the spring 32. Then, when it is in With regard to the passage 35, the finger moves radially towards the axis X under the effect of the spring 32.
  • the outer part 8.1 and the inner part 8.2 are then axially fixed again.
  • the set of disconnectors comprises a first electrode 202 connected to a line feeder or high or medium voltage cable, a second electrode 204 connected to the circuit breaker, and a third electrode 206 of grounding.
  • the third electrode 206 is connected to the envelope which is itself grounded.
  • the three electrodes 202, 204 and 206 are arranged in this order along a longitudinal axis X of the set of disconnectors.
  • the first X-axis electrode 202 comprises at an axial end 202.1 facing the second electrode 204 a central cavity 210 forming an electrical contact made of a material allowing the establishment of an electric arc and an annular cavity 212 surrounding the cavity. central 210 forming an electrical contact for the passage of the permanent current.
  • the second electrode 204 comprises an X-axis tube whose axial end 204.1 is opposite the first electrode 200.
  • the third ground electrode 206 is disposed behind the second electrode In the example shown, the third grounding electrode 206 forms an end portion of the enclosure 201, the enclosure being grounded.
  • the grounding electrode 206 has a central passage 206.1 X axis, the periphery 206.2 is intended to come into electrical contact with a movable contact of all disconnectors to ground them. This passage also makes it possible to transmit the command for operating the disconnectors as we will see later.
  • the set of disconnectors also comprises an electrically conductive movable contact 208 capable of bringing the first 202 and second 204 electrodes or the second 204 and third 206 electrodes and / or the first 202 and third 206 electrodes into electrical contact.
  • the movable contact 208 has two conductive portions 208.1, 208.2, an outer portion 208.1 and an inner portion 208.2 concentric to the first portion 208.1.
  • the outer portion 208.1 is tubular in shape and is intended to penetrate the annular cavity 212 of the first electrode 202 or the central passage 206.1 of the electrode 206, and the inner portion 208.2 has the shape of a rod intended to penetrate in the central cavity 210 of the first electrode 202.
  • the outer portion 208.1 is held in electrical contact with the inner portion 208.2 by means of a ring 214 projecting radially inwardly from an inner face of the portion 208.1.
  • An electrical contact 216 is provided on this projection 214 in contact with the outer wall of the inner portion 208.2.
  • the inner portion 208.2 and the outer portion 208.1 are able to be secured in movement in certain operating phases of the disconnectors and able to slide relative to each other in other phases of maneuver, as we shall see by the after.
  • the central passage 206.1 has an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the outer portion 208.1 of the conductive element 208. Thus, when the outer portion 208.1 recedes, it enters the passage 208.1 and comes into electrical contact with the third electrode 206 at the periphery 206.2 of the central passageway 206.1.
  • this zone comprises an electrical contact corresponding to the diameter of the outer portion 208.1.
  • this contact is made by a radially inwardly projecting annular projection intended to come into contact with the outer part 208.1 and to exert a radial force on the latter due to the elasticity of the material.
  • the outer portion 208.1 extends rearwardly by a connecting rod 218 of X-axis tubular shape.
  • the connecting rod 218 is in two parts 218.1, 218.2; the first part 218.1 is directly connected to the outer part 208.1. This is made of electrical insulating material and is inside the envelope in the closed position of the isolating switch.
  • the second part 218.2 carries a securing means 220 of the outer part 208.1 and the outer part 208.2 of the conductive element 208.
  • Part 218.1 is made of insulating material to hold the voltage between the third electrode 206 and the second electrode 204.
  • the other part 218.2 may be made of insulating or conductive material.
  • the second portion 218.2 also cooperates with longitudinal displacement means 240 along the X axis to move the outer portion 208.1.
  • longitudinal displacement means 240 is a mechanism of the worm type, the screw passing through a bore 240.1 parallel to the X axis formed in a rear base 218.2.1 of the second part 218.2.
  • a lever mechanism or any other suitable means for axially driving the rod 218 may be suitable.
  • the inner portion 208.2 extends rearwardly by a rod 222.
  • the rod 222 is made in two parts, a front portion 222 'connected to the inner portion 208.2 and a rear portion 222' 'connected to the front portion 222'.
  • the front portion 222 ' is of insulating material to hold the voltage between the third electrode 206, which is grounded, and the second electrode portion 204 which is under high voltage.
  • the rear portion 222 is advantageously made of metal for reasons of mechanical strength, but one could plan to make it out of insulating material offering mechanical characteristics equivalent to those of the metal.
  • a tubular envelope 242 of axis X is provided behind the sealed enclosure 1 and receiving the securing means 220 and the displacement means 240, this envelope comprises a first longitudinal end closed by a bottom 242.1 and a second open longitudinal end 242.2 bearing against the sealed envelope 201 and surrounding the central passage 206.1 of the electrode grounded 206.
  • the tubular envelope thus extends the sealed envelope 201.
  • the bottom 242.1 advantageously comprises axial guiding means of the first 208.1 and second 208.2 parts of the conductive element 208.
  • the guiding means are formed by a sleeve 224 projecting axially forward towards the first electrode 202 and an axial finger 226 projecting from the bottom towards the front.
  • the sleeve 224 holds a spring 228 which will be described below, and the axial finger 226 serves as a means for allowing said spring to relax.
  • the set of disconnectors also includes an elastic energy storage means 228 to allow rapid closure of the fast earthing switch.
  • This elastic means 228 is made of an electrically insulating material, for example made of epoxy material loaded with glass fibers, for example formed by a helical spring.
  • the latter may be arranged substantially inside the sealed envelope, in particular between a front end 224.1 of the sleeve 224 secured to the bottom 242.1 and the rod 222 extending the inner portion 208.2 of the conductive element 208.
  • the spring 228 is mounted in reaction between the end 224.1 of the sleeve 224 and an annular bearing surface 222.1 projecting radially outwardly of the rod 222, to be loaded when the inner portion 208.2 moves rearward.
  • This variant makes it possible to produce a set of very compact disconnectors axially.
  • the spring 228 surrounds the rod 222 of the inner portion 208.2.
  • the rear end of the spring protrudes outside the enclosure.
  • the spring is entirely in the enclosure.
  • the immobilizing means 220 comprises a radial finger 230 axially integral with the second portion 218.2 of the connecting rod 218 and able to move radially.
  • the radial finger 230 is biased radially elastically towards the axis X by means of a spring 232 mounted in reaction between a shoulder 230.1 formed in the periphery of the radial finger 230 and a plate 234 side fixed to the connecting rod 218 traversed by a tail 230.2 of the radial finger 230.
  • the radial finger 230 enters a passage 235 formed in a rear end 222.1 of the rod 222.
  • the outer portion 208.1 and the inner portion 208.2 are axially secured by the finger 230.
  • the end 222.1 of the rod 222 has an axial bore 236 into which the passage 235 opens, so that an end 230.3 of the radial finger 230 opens radially into the bore 236.
  • the sleeve 24 integral with the ground electrode 206 is interposed radially between the rod 222 of the inner part 208.1 and the connecting rod 218 integral with the outer part 208.2 and comprises an axial slot 237, in which the radial finger 230 slides.
  • the axial finger 226 integral with the third electrode 206 is intended to penetrate into the bore 236 and to cooperate with the end 230.3 of the finger 230.
  • the axial finger 226 advantageously comprises a rounded end 226.1 facing towards the end to facilitate the sliding the end 230.3 of the radial finger 230, it could also be beveled or pointed.
  • the end 230.3 it advantageously has a pointed shape, a rounded shape or spherical cap.
  • the rear end 222.1 of the rod 222 advantageously comprises a slope oriented towards the bottom of the third electrode 206, intended to cooperate also with the end 230.3 of the radial finger 230 during a closing phase of the isolating switch.
  • the radial finger 230 advantageously serves anti-rotation means of the outer portion 208.1 relative to the inner portion 208.2. However, additional means can be provided.
  • the isolation switch can be seen in the closed position, the movable contact 208 ensures contact between the first electrode 202 and the second electrode 204, the radial finger 230 enters the radial passage 235 and ensures the axial attachment of the outer portion 208.1 and the inner part 208.2.
  • an operator activates the displacement means 240, in the example shown, the worm moves the rod 18 axially rearward, driving the outer portion 208.1, the inner portion 208.2 is also moved axially via the radial finger 230.
  • the axial displacement of the conductive member 208 can be carried out slowly, for example at a speed of the order of 0.02 m / s to 0.2m / s.
  • the movable contact 208 deviates from the first electrode 202, the displacement means 240 stop, the isolation disconnector is then in the open position, ie the first 202 and second 204 electrodes are no longer electrically connected and are remotely sectioning. In this position, none of the electrodes are grounded.
  • the disconnection distance is the minimum distance between the first 202 and second 204 electrodes necessary for the electrical insulation of the gas is sufficient to ensure the dielectric strength imposed by the standards applicable to this type of equipment.
  • the operator again activates the moving means 240, the connecting rod 218 resumes its axial displacement towards the rear, as well as the outer 208.1 and inner 208.2 parts, until the outer portion 208.1 enters the third electrode 206 and contacts the periphery 206.2 of the central passage 206.1 of the ground electrode 206, as shown in FIG. Figure 7A .
  • the second electrode 204 is then in electrical contact with the third electrode 206 (grounded) via the outer portion 208.1, the earthing switch of the second electrode 204 is closed.
  • the spring 228 was again compressed.
  • the maneuver can also be performed slowly, for example at a speed of the order of 0.02 m / s to 0.2m / s.
  • the moving means 240 stop. Moving the inner part 208.2 therefore corresponds to the closing of a slow earthing switch.
  • the operator again activates the moving means 240, the outer portion 208.1 and the inner portion 208.2 move backwardly solidly again.
  • the axial finger 226 projecting from the bottom 206.3 of the electrode 206 then penetrates into the bore 236, comes into contact with the tip 230.3 of the radial finger 230 ( Figure 7B ), and pushes it radially outwards against the spring 232, as shown on the Figure 8B .
  • This radial movement of the finger 230 causes the outer part 208.1 and the inner part 208.2 to separate.
  • the inner portion 208.2 Under the effect of the load of the spring 228, the inner portion 208.2 is pushed forward, while the outer portion 208.1 remains stationary. The inner portion 208.2 penetrates the central cavity of the first electrode 202. However, the outer portion 208.1 and the inner portion 208.2 remain in electrical contact, as can be seen in FIG. figure 8A .
  • the first electrode 202 is then electrically connected to the grounding electrode 206 via the inner portion 208.2 and the external part 208.1.
  • the earthing switch of the first electrode 202 is then closed.
  • the forward movement of the inner portion 208.2, upon expansion of the spring 228, is rapid and thus the closure of the earthing switch of the first electrode 202 relative to the closing of the earthing switch the second electrode 204 is fast.
  • the closing speed is of the order of 2 to 8 m / s, which ensures the closing performance on short circuit.
  • the displacement of the inner portion 208.2 thus corresponds to the closing of a fast earthing switch.
  • the outer portion 208.1 then deviates from the third electrode 206 of grounding, the electrodes 2 and 4 are no longer grounded: the earthing switches of the first 202 and second 204 electrodes are open. Then, the outer portion 208.1 comes into contact with the first electrode 202, the isolating switch is then closed.
  • the point 230.3 of the radial finger 30 then meets the end of the rod 222 and comes sliding on the slope, the finger 230 is then moved radially outwards against the spring 232. Then, when it is opposite the passage 235, the finger performs a radial displacement towards the X axis under the The effect of the spring 232.
  • the outer portion 208.1 and the inner portion 208.2 are then again axially secured.
  • This sealed enclosure has a very low axial projection, since the size of the mechanical part of the disconnector protruding outside the sealed enclosure has been reduced.
  • the spring can be arranged all or part in the enclosure due to its electrical insulation properties. It surrounds the rod 222 attached to the inner portion 208.2 of the movable contact 208 and securing it to the outer portion 208.1.
  • the isolation and elastic energy storage functions are now geometrically superimposed by the present invention.
  • the set of disconnectors comprises a first electrode 102 connected to the high or medium voltage line or to a cable outlet, a second electrode 104 connected to the circuit breaker, and a third electrode 106 of grounding, these three electrodes being aligned along the axis X.
  • the first 102 and the second 104 electrodes are disposed opposite one another at a distance of disconnection, the disconnection distance being, as written above, the minimum distance between the electrodes necessary for the electrical insulation of the gas is sufficient to ensure the dielectric strength imposed by the standards applicable to this type of material, the third electrode 106 is axially offset back of the second electrode 104.
  • the first X-axis electrode 102 has opposite the second electrode 104 a cavity 102.2 forming an electrical contact permitting the passage of the permanent current and an axial projection 102.3 in the cavity in the direction of the second electrode 104. forming an electrical contact made of a material allowing the establishment of an electric arc.
  • the second electrode 104 has an outer member 104.1 having a generally tubular shape partially closed at a first end 104.2 oriented towards the first electrode 102, by an annular wall 104.3 extending radially inwards toward the X axis , providing a central opening 104.4, an X axis sleeve 104.5 disposed inside the tube 104.1 connected to the tubular element 104.1 by an annular transverse wall 104.6 at a second end 104.5 opposite the first end 104.2.
  • the second electrode 104 is not made in one piece.
  • the tubular element 104.1 and the annular wall 104.3 are made in one piece and that, on the other hand, the sleeve 104.5 and the annular transverse wall 104.6 are made in one piece.
  • the assembly formed by the sleeve 104.5 and the transverse wall 104.6 are secured to one end of the tubular element 104.1 opposite the first electrode 102.
  • the third electrode 106 has a substantially tubular shape, which is for example connected to the metal casing in the case where the latter is connected to the ground, as is shown in FIGS. Figures 4A to 4B where the third electrode is mounted in the rear cover of the envelope and has the shape of a tulip.
  • the electrically conductive element 108 capable of being displaced along the axis X comprises an outer tube 110 of axial dimension sufficient to come into electrical contact with both the first electrode 102 and the second electrode 104 by an electrical contact 105.
  • the tube 110 has an outer diameter substantially equal to the diameter of the cavity 102.2 of the first electrode 102 to allow it to slide inside the latter.
  • the conductive element also comprises an electrical contact 109 in the form of a tulip mounted at the inside of the conductive element 108 and intended to receive the axial projection 102.3.
  • the electrical contact 109 is fixed on a transverse wall 108.1 partially closing the inside of the tube of the conductive element.
  • the conductive element 108 comprises at a rear end 110.1 of the tube of the fastening means 112 in axial displacement of the tube 110 with a connecting rod 114.
  • the rod 114 is made in two parts, one of electrically conductive material and the other of insulating material and is in the form of a tube sliding in the sleeve 104.5 and connect to the conductive element 110 by the device 112.
  • the rod 114 comprises a front portion 114.1 in conductive material of larger diameter equal to the inner diameter of the sleeve 104.5 of the second electrode 104, which ensures electrical contact and axial guidance of the connecting rod 114.
  • An electrical contact 118 is advantageously provided. at a rear end of the sleeve 104.5.
  • the outer diameter of the larger diameter portion 114.1 is also substantially equal to the inside diameter of the third electrode 106, to allow a plugging of the portion 114.1 into the electrode 106 having an electrical contact adapted to the contact 104.1
  • the rod 114 also has a smaller diameter portion 114.2 made of insulating material with an outside diameter smaller than the inside diameter of the third electrode 106 for grounding. allow sliding without contact with the electrode 106.
  • the rod 114 also has a groove which allows it to be secured to the conductive element 108 by means of the device 112.
  • the set of disconnectors also comprises an elastic energy storage means 120 mounted in the second electrode 104 between the tube 104.1 and the sleeve 104.5.
  • This elastic energy storage means 120 is, in the example shown, a helical spring mounted in reaction between the transverse wall 104.6 of the second electrode 104 and a rear end 108.1 of the conductive element 108.
  • the cage 124 has an axis orthogonal to the axis X.
  • the finger 122 is biased radially towards the X axis by a spring 126 mounted in a radial passage 128 formed in the tubular element 104.1 of the second electrode 104.
  • the spring 126 is mounted in reaction between an annular bearing surface of the passage 128 and a head 130.1 of a pusher 130, the head 130.1 of the pusher 130 being in contact with the finger 122.
  • the pusher 130 also comprises a radial abutment 130.2 limiting the radial displacement of the pusher 130 towards the axis X.
  • a spring 127 is also provided to bias the finger 122 away from the X axis mounted in reaction between a head 122.3 of the finger 122 and an annular bearing surface 124.1 of the cage 124.
  • the load of the spring 126 is greater than that of the spring 127 in order to permanently push the finger 122 towards the axis X.
  • the spring 127 mounted in the conductive element, makes it possible to maintain an equilibrium position of the finger 122 towards the outside against the spring 126.
  • the finger 122 is intended to cooperate by its radially inner end 122.1 with a groove 132 formed in the outer wall of the connecting rod 114.
  • This groove 132 is provided so that it is opposite the passage 128 when the disconnector Isolation is closed.
  • ends 122.1, 122.2 of the radial finger 122 are rounded to facilitate sliding thereof on the different surfaces, as we shall see later.
  • the inner wall of the tube 104.1 also comprises a groove 134 behind the passage 128 made axially in front of the longitudinal end of the sleeve 104.5. This cavity 134 is intended to receive a radially outer end 122.2 of the finger 122.
  • the groove 134 advantageously comprises an axial end gently sloping on the side of the end 104.2 of the second electrode, so as to favor the exit of the end 122.2 of the finger 122 of the cavity towards the front, when it can move radially inward.
  • the front end 114.3 of the rod 114 is tapered forward so as to allow the finger 122 to go back on the connecting rod 114 at the end of the closing operation of the disconnector.
  • Anti-rotation means are advantageously provided so that the finger 122 and the pusher 130 are permanently substantially in the same plane contained in the sheet plane.
  • Displacement means 136 are also provided for driving the conductive element 108 in translation along the axis X via the connecting rod 114. These displacement means are in the illustrated example of the lever type, but they can be of any other suitable type, for example rack or worm.
  • the isolating switch In the position shown on the figure 3A the isolating switch is kept closed, ie the conductive element 108 is held in contact with the first 102 and the second 104 electrodes by the spring 120.
  • the contact between the conductive element 108 and the first electrode 102 is broken.
  • the isolating switch is then open.
  • the displacement means stop when the conductive element 108 abuts against the end of the sleeve 104.5 of the second electrode 104, such that the assembly is represented on the figure 3C .
  • the finger 122 in particular its end 122.1, is aligned with the groove 134.
  • the isolating switch is open i.e. the first 102 and second 104 electrodes are no longer electrically connected and are remote sectioning. In this position, none of the electrodes are grounded.
  • the displacement as described can be carried out at a low speed of the order of 0.02 m / s to 0.2 m / s. To close the isolating switch, it suffices to perform the operations opposite to those described above.
  • the rod still tends to drive the conductive element 108, but the latter being in abutment against the end of the sleeve 104.5, the forces exerted on the finger 122 through the slope formed in the groove 132 and that by the spring 127 tend to make out the end 122.1 of the finger 122 of the groove 132.
  • the finger 122 then moves radially outwards, the end 122.2 then enters the groove 134.
  • the conductive element 108 is then locked on the second electrode 104 in the position shown on the 3D figure .
  • the rod 114 continues its sliding backwards so that its larger diameter portion 114.1 engages in the ground electrode 106 and comes into contact with it, as can be seen on the figure 3E and on the figure 4C .
  • the moving means stop.
  • the length of the larger diameter portion 114.1 is chosen so that the distance separating the rear end of the larger diameter portion coming into contact with the electrode 106 and the area behind the bevel at the front end the connecting rod is such that the portion of larger diameter 114.1 can be in contact with the electrode 106, while the end 122.1 of the finger is behind the bevel.
  • the displacement as described can be carried out at a low speed of the order of 0.02 m / s to 0.2 m / s. To open the earthing switch of the second electrode again and close the isolating switch, it is sufficient to perform the operations opposite to those described above.
  • the operator activates the moving means again, the connecting rod makes a reduced stroke, for example of the order of a few mm, so that the end 122.1 of the finger 122 meets the bevel, the finger then moves radially inwards, its opposite end 122.2 escapes the cavity 134 by sliding on the slope thereof, the conductive element 108 is then axially detached from the second electrode 104.
  • the conductive element 108 moves axially forward, the end 122.2 sliding along the inner face of the tube 104, for example with a high speed of the order of 2m / 8m / s and engages the first electrode 102. This is then grounded via the connecting rod 114, since the conductive element 108 is permanently in electrical contact with the second electrode 104 by the electrical contact 105 and since the second electrode 104 is itself grounded by the conductor 114.1. The earthing switch of the first electrode 102 is then closed, as can be seen on the Figures 3F and 4D .
  • the finger is then found to the right of the pusher 130.
  • the high speed with which the earthing switch of the first electrode closes ensures the short-circuit closing performance of the disconnector.
  • the operator activates the moving means in the opposite direction in order to move the connecting rod 114 forward, the latter, in particular its part of more large diameter 114.1, away from the electrode 106, the two earthing switches open and the isolating switch closes simultaneously ( figure 3G ).
  • the rod 114 continues its stroke, the end 122.1 slides on the beveled front end of the connecting rod 114 and moves radially outwardly.
  • the connecting rod 114 moves forward until the groove 132 is at right finger 122 and its end 122.1 falls into the recess 132.
  • the conductive element 108 and the connecting rod 114 are then back together. axially as represented on the Figures 3A and 4A .
  • This maneuver is generally performed slowly, of the order of 0.02 m / s to 0.2 m / s.
  • the presence of several fingers 122 makes it possible to improve the axial guiding of the conductive element 108 in the electrode 104 and to reduce the force per finger.
  • the spring 120 is disposed inside the second electrode 104 as is particularly visible on the Figure 4A , which makes it possible to reduce the outgrowth towards the outside of the enclosure, formed by the fast MALT mechanism with respect to the first embodiment.
  • the passage of the current in the turns of the spring can be avoided by placing an electrical insulating plate of a few millimeters at one of its ends.

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Abstract

La présente invention a pour objet un ensemble de sectionneurs pour poste de distribution moyenne et haute tension sous enveloppe métallique comportant une première (2) et une deuxième (4) électrode et une troisième électrode de mise à la terre(6), disposées selon cet ordre le long d'un axe longitudinal (X), un élément mobile (8) apte à se déplacer selon ledit axe longitudinal (X), ledit élément (8) comportant une première extrémité destinée à mettre en contact la première (2) et la deuxième (4) électrode, une deuxième extrémité destinée à venir en prise avec des moyens de déplacement axial (38), l'élément (8) comportant une première partie (8.1) et une deuxième partie (8.2) électriquement conductrice, solidaires axialement dans un premier sens pour mettre à la terre la première électrode (2) et aptes à se désolidariser axialement, la deuxième partie (8.2) pouvant se déplacer dans un deuxième sens, tout en conservant un contact électrique avec la première partie (8.1), pour permettre la mise à la terre de la première électrode (2).

Description

    DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR
  • La présente invention se rapporte à un ensemble sectionneur d'isolement, sectionneur de terre lent et sectionneur de terre rapide pour poste électrique à moyenne et haute tension sous enveloppe métallique.
  • Les postes de distribution à moyenne et haute tension sous enveloppe métallique comporte une enveloppe étanche remplie d'un gaz diélectrique, type SF6 dans lequel sont généralement disposés, des disjoncteurs, des sectionneurs d'isolement. Le poste est relié à des départs en ligne aérienne ou câble par l'intermédiaire de traversées ou de boîtes à câble. Pour des raisons d'exploitation et de sécurité du personnel en cas d'intervention sur le poste, le sectionneur situé sur le départ de ligne est encadré du côté du disjoncteur d'un sectionneur de terre permettant une mise à la terre suivant une vitesse relativement lente, appelé sectionneur de mise à la terre lent n'ayant, de par sa vitesse, aucun pouvoir de fermeture sur court-circuit et du côté du départ de ligne d'un sectionneur de mise à la terre permettant une mise à la terre suivant une vitesse relativement élevée, appelé sectionneur de mise à la terre rapide permettant de fermer ou non sur un courant de court-circuit.
  • De manière habituelle, chacun des sectionneurs est commandé individuellement. Par exemple, le document FR 1 487 723 décrit un sectionneur d'isolement et deux sectionneurs de mise à la terre commandés individuellement.
  • Le document EP 1 361 633 décrit également des postes sous enveloppe métallique, dans lesquels la commande du sectionneur d'isolement et la commande du sectionneur de mise à la terre sont combinées. Cependant la commande du sectionneur de mise à la terre rapide reste indépendante. Ce type de poste permet de réduire le prix de revient par rapport aux postes comportant une commande individuelle pour chaque sectionneur, cependant la commande séparée du sectionneur de terre rapide implique un surcoût non négligeable.
  • C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un poste sous enveloppe métallique offrant une grande compacité et dont le coût de revient est réduit.
    • EXPOSÉ DE L'INVENTION
  • Le but énoncé ci-dessus est atteint par un poste sous enveloppe métallique dans lequel le sectionneur d'isolement, le sectionneur de mise à la terre lent et le sectionneur de mise à la terre rapide ont une commande unique.
  • En d'autres termes, on utilise un élément conducteur mobile commun aux trois sectionneurs.
  • Selon l'invention, l'ouverture du sectionneur d'isolement et la mise à la terre de chacune des électrodes formant le sectionneur d'isolement s'effectuent par le déplacement de deux éléments solidarisés pour l'ouverture du sectionneur d'isolement et pour la fermeture du sectionneur de mise à la terre lent, et ces deux éléments devenant mobiles l'un par rapport à l'autre tout en conservant leur contact électrique pour la fermeture du sectionneur de mise à la terre rapide.
  • Dans un mode de réalisation, l'élément conducteur assurant le contact entre l'électrode côté ligne et l'électrode côté disjoncteur est monobloc, la mise à la terre rapide de l'électrode côté ligne s'effectuant par cet élément.
  • Dans un autre mode de réalisation, l'élément conducteur assurant le contact entre l'électrode côté ligne et l'électrode côté disjoncteur est composite, i.e. en deux parties aptes à coulisser l'une par rapport à l'autre, une des deux parties venant en contact avec l'électrode côté ligne pour la mettre à la terre.
  • La présente invention a alors principalement pour objet un ensemble de sectionneurs pour poste de distribution moyenne et haute tension sous enveloppe métallique comportant une première électrode, une deuxième électrode et une troisième électrode de mise à la terre, disposées selon cet ordre le long d'un axe longitudinal, un élément mobile apte à se déplacer selon ledit axe longitudinal, ledit élément conducteur mobile comportant une première extrémité longitudinale destinée à mettre en contact la première et la deuxième électrode, une deuxième extrémité longitudinale destinée à venir en prise avec des moyens de déplacement axial, l'élément mobile comportant une première partie et une deuxième partie électriquement conductrice, solidaires axialement dans un premier sens pour mettre à la terre la deuxième électrode et aptes à se désolidariser axialement, la deuxième partie étant apte à se déplacer dans un deuxième sens, tout en conservant un contact électrique avec la première partie, pour permettre la fermeture du sectionneur de mise à la terre de la première électrode.
  • Selon la présente invention, le déplacement de l'élément mobile dans le premier sens peut être obtenu par activation des moyens de déplacement et le déplacement de la deuxième partie de l'élément mobile dans le deuxième sens peut être obtenu par la libération d'un moyen élastique comprimé lors du déplacement dans le premier sens.
  • L'ensemble de sectionneurs selon la présente invention peut comporter des moyens de solidarisation des première et deuxième parties de l'élément mobile, l'annihilation de la solidarisation obtenue par les moyens de solidarisation et la libération de la charge du moyen élastique ainsi comprimé est obtenue automatiquement par un déplacement supplémentaire relatif dans le premier sens d'au moins une partie de l'élément mobile.
  • Dans un premier mode de réalisation, la première partie de l'élément mobile est en prise directe avec les moyens de déplacement et est partiellement en matériau électriquement conducteur venant en contact électrique avec la troisième électrode pour mettre à la terre la première et la deuxième électrode.
  • La première partie peut comporter une portion de plus grand diamètre en matériau électriquement conducteur et une portion isolante de plus petit diamètre, le contact avec la troisième électrode étant obtenu par contact entre la partie de plus grand diamètre et la troisième électrode.
  • Le moyen élastique est par exemple monté en réaction entre une paroi radiale de la deuxième électrode, et une extrémité axiale de la deuxième partie interposée entre ladite paroi radiale de la deuxième électrode et la première électrode, la deuxième électrode comportant un tube radialement extérieur et un tube radialement intérieur reliés par ladite paroi radiale, le moyen élastique étant disposé entre les deux tubes de manière concentrique.
  • Les moyens de solidarisation comportent par exemple un doigt monté mobile radialement dans une cage solidaire du tube de la deuxième partie, la solidarisation entre la deuxième partie et la première partie étant obtenue par coopération d'une extrémité radialement intérieure du doigt avec une gorge réalisée dans la face extérieure du tube de la première partie, ledit doigt étant élastiquement sollicité vers l'axe longitudinal par un moyen élastique monté radialement dans le tube extérieur par l'intermédiaire d'un poussoir.
  • Le tube radialement extérieur de la deuxième électrode peut comporter sur une face intérieure une gorge, ladite gorge permettant de solidariser la deuxième partie à la cage de ressort par pénétration d'une extrémité radialement extérieure du doigt dans ladite gorge et par coopération de l'autre extrémité radialement intérieure du doigt avec la surface extérieure de la première partie distincte de la gorge, le doigt étant sollicité radialement en éloignement de l'axe par un moyen élastique monté dans la cage, la charge de ce deuxième moyen élastique étant inférieur à celle du premier moyen élastique.
  • La première partie comporte avantageusement à une extrémité amont selon le premier sens, une pente orientée vers la première électrode, la libération de la charge du moyen élastique s'effectuant par un glissement de l'extrémité radialement intérieure du doigt sur ladite pente, par un déplacement radial du doigt vers l'intérieur et une sortie de l'extrémité radialement extérieure du doigt de gorge, la deuxième partie étant alors désolidarisée de la deuxième électrode.
  • Dans un deuxième mode de réalisation, la première partie comporte une extrémité destinée à venir en contact électrique avec la première et la deuxième électrode et une deuxième extrémité longitudinale en prise avec les moyens de déplacement, et la deuxième partie comporte une première extrémité longitudinale destinée à venir en contact électrique avec la première et la deuxième électrode.
  • La première partie est par exemple radialement extérieure et entoure la deuxième partie radialement intérieure, la deuxième extrémité de la première partie étant en matériau électriquement isolant et ladite deuxième partie étant apte à être solidarisée axialement à la première partie par des moyens de solidarisation, ladite deuxième partie comportant une extrémité électriquement conductrice du côté de la première électrode et une extrémité électriquement isolante du côté de la troisième électrode.
  • Le moyen élastique est avantageusement monté en réaction entre la deuxième partie radialement intérieure et la troisième électrode.
  • Le moyen élastique est avantageusement en matériau électriquement isolant et peut ainsi être disposé au moins en partie dans l'enveloppe étanche en appui contre l'enveloppe étanche et le contact mobile.
  • La troisième électrode forme par exemple un fond axial de l'enveloppe étanche muni d'un passage central dont la périphérie est destinée à venir en contact avec la partie extérieure du contact mobile.
  • Les moyens de solidarisation sont dans une variante disposés en dehors de l'enveloppe étanche dans une enveloppe cylindrique ouverte à une extrémité et bordant le passage central de l'électrode de mise à la terre.
  • Les moyens de solidarisation peuvent comporter un doigt mobile radialement et un moyen de rappel élastique vers l'axe longitudinal, ledit doigt radial étant rappelé élastiquement vers l'axe longitudinal, ledit doigt radial étant monté sur la première partie et la deuxième partie radialement intérieure comportant un passage radial pour recevoir le doigt radial, l'enveloppe cylindrique étant munie d'un fond duquel fait saillie un doigt central le long de l'axe longitudinal apte à venir solliciter le doigt radial par pénétration dans un alésage pratiqué dans la deuxième partie et dans lequel débouche ledit passage pour le faire échapper dudit passage.
  • Les moyens de solidarisation peuvent comporter un doigt mobile radialement et un moyen de rappel élastique monté en réaction dans une cage entre une extrémité de la cage et le doigt radial, ledit doigt radial étant rappelé élastiquement vers l'axe longitudinal, ledit doigt radial étant monté sur la première partie et la deuxième partie radialement intérieure comportant un passage radial pour recevoir le doigt radial, et dans lequel la troisième électrode comporte à une extrémité aval selon la deuxième direction un fond duquel fait saillie un doigt central sur l'axe longitudinal apte à venir solliciter le doigt radial par pénétration dans un alésage pratiqué dans la deuxième partie et dans lequel débouche ledit passage pour le faire échapper dudit passage.
  • La troisième électrode comporte avantageusement des moyens de guidage axiaux des première et deuxième parties de l'élément mobile, formant également un appui pour le moyen élastique.
  • Les moyens de guidage comportent par exemple un tube solidaire du fond et venant s'interposer radialement entre la première partie et la deuxième partie radialement intérieure, ledit tube comportant une lumière axiale recevant le doigt radial (30).
  • La deuxième partie radialement intérieure peut comporter à une extrémité longitudinale en aval du passage selon le premier sens une pente orientée en éloignement du passage destinée à coopérer avec la pointe du doigt radial afin de permettre au doigt radial de coulisser radialement vers l'extérieur et de pénétrer dans le passage pour solidariser la première et la deuxième partie de l'élément conducteur.
  • Quelque soit le mode de réalisation Les moyens de déplacement sont, à titre d'exemple non limitatif, du type à crémaillère coopérant avec une roue dentée, à leviers ou à vis sans fin.
  • Le moyen élastique peut être réalisé en époxy chargé en fibres de verre.
  • La vitesse de déplacement de l'élément mobile dans le premier sens est avantageusement comprise entre 0,02 m/s et 0,2 m/s, et la vitesse de déplacement de la deuxième partie de l'élément mobile pour relier la première et la troisième électrode est avantageusement comprise entre 2 m/s et 8 m/s.
  • La première électrode peut être connectée à une ligne haute ou moyenne tension ou à un départ de câble et la deuxième électrode peut être connectée à un disjoncteur.
  • De manière avantageuse, l'ensemble de sectionneurs selon l'invention peut comporter des moyens pour éviter un mouvement de rotation relatif entre l'élément mobile et la première, deuxième et troisième électrode et entre la première et la deuxième partie.
  • La présente invention a également pour objet un poste moyenne et haute tension sous enveloppe métallique, comportant un ensemble de sectionneurs selon la présente invention, dans lequel l'enveloppe métallique est reliée à la terre et la troisième électrode et reliée à l'enveloppe métallique.
  • La présente invention a également pour objet un procédé de sectionnement et de mise à la terre d'un poste de moyenne et haute tension, ledit poste comportant une première électrode, une deuxième électrode et une troisième électrode de mise à la terre, disposé selon cet ordre le long d'un axe longitudinal, un élément mobile apte à se déplacer selon ledit axe longitudinal, ledit élément mobile comportant une première extrémité longitudinale destinée à mettre en contact la première et la deuxième électrode, une deuxième extrémité longitudinale destinée à venir en prise avec des moyens de déplacement axial, ledit procédé comportant les étapes de :
    1. a) déplacement de l'élément mobile dans un premier sens pour interrompre la connexion électrique entre la première et la deuxième électrode,
    2. b) déplacement de l'élément mobile d'une course supplémentaire dans le premier sens pour connecter électriquement la deuxième et la troisième électrode,
    3. c) déplacement d'au moins une partie de l'élément mobile d'une course encore supplémentaire dans le premier sens pour libérer au moins la deuxième partie de l'élément mobile, celle-ci se déplaçant dans le deuxième sens et connectant électriquement la première et la troisième électrode.
    BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre et des dessins en annexes sur lesquels l'avant et l'arrière sont respectivement la gauche et la droite, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un ensemble de sectionneurs selon un premier mode de réalisation,
    • les figures 2A à 2E sont des vues en coupe longitudinale schématiques partielles de l'ensemble de sectionneurs de la figure 1 dans différents états de commande,
    • les figures 3A à 3G sont des vues en coupe longitudinale schématiques partielles d'un ensemble de sectionneurs selon un deuxième mode de réalisation dans différents états de commande,
    • les figures 4A à 4D sont des vues en coupe longitudinale d'un ensemble de sectionneurs selon le deuxième mode de réalisation dans différents états de commande dans lequel l'enveloppe étanche est représentée,
    • la figure 5 est une vue agrandie d'un détail de la figure 4A,
    • les figures 6A à 8A sont des vues en coupe longitudinale d'une variante de réalisation d'ensemble de sectionneurs selon le premier mode de réalisation dans différents états de commande,
    • les figures 6B à 8B sont des vues agrandies d'un détail des figures 6A à 8A respectivement.
    EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
  • Les ensembles de sectionneurs selon la présente invention présentent sensiblement une symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal X.
  • Dans la description qui va suivre, le déplacement vers l'avant correspond à un déplacement dans un sens de fermeture du sectionneur d'isolement et de fermeture du sectionneur de mise à la terre rapide. Le déplacement vers l'arrière correspond à un déplacement dans le sens d'ouverture du sectionneur d'isolement et de fermeture du sectionneur de mise à la terre lent.
  • Sur la figure 1, on peut voir un premier mode de réalisation d'un ensemble de sectionneurs combinant un sectionneur d'isolement, un sectionneur de mise à la terre lent, appelé également MALT lente et un sectionneur de mise à la terre rapide, également appelé MALT rapide.
  • L'ensemble de sectionneurs est destiné à être disposé dans une enveloppe métallique étanche (non représentée) remplie d'un gaz à forte rigidité diélectrique, par exemple de l'hexafluorure de soufre (SF6), de l'air sec ou de l'azote (N2), cet ensemble est interposé, par exemple entre un disjoncteur (non représenté) et une ligne haute ou moyenne tension (non représentée) dans un poste électrique en départ de ligne.
  • L'ensemble de sectionneurs comporte une première électrode 2 connectée à un départ ligne ou câble haute ou moyenne tension, une deuxième électrode 4 connectée au disjoncteur, et une troisième électrode 6 de mise à la terre. Dans l'exemple représenté la troisième électrode 6 est reliée à l'enveloppe qui est elle-même mise à la terre.
  • Selon la présente invention les trois électrodes 2, 4 et 6 sont disposées dans cet ordre le long d'un axe longitudinal X de l'ensemble de sectionneurs.
  • Sur les figures 2A à 2E, on peut voir l'ensemble de sectionneurs de la figure 1 dans différents états de fonctionnement.
  • La première électrode 2 d'axe X comporte à une extrémité axiale 2.1 en regard de la deuxième électrode 4 une cavité centrale 10 formant un contact électrique réalisé dans un matériau permettant l'établissement d'un arc électrique et une cavité annulaire 12 entourant la cavité centrale 10 formant un contact électrique permettant le passage du courant permanent.
  • La deuxième électrode 4 comporte un tube d'axe X dont une extrémité axiale 4.1 est en regard de la première électrode 2.
  • La troisième électrode 6 de mise à la terre est disposée en arrière de la deuxième électrode 4. Dans l'exemple représenté, la troisième électrode 6 de mise à la terre présente un profil intérieur cylindrique comportant une zone de plus petite section transversale 6.1 et une deuxième zone 6.2 de plus grande section transversale, ladite zone de plus petite section transversale étant du côté de la deuxième électrode 4. Mais on pourrait prévoir que la troisième électrode soit de section constante et suffisante pour loger un mécanisme d'immobilisation qui sera décrit plus loin.
  • La troisième électrode 6 de mise à la terre comporte à son extrémité axiale opposée à la zone de plus petite section 6.1 un fond étanche 6.3.
  • L'ensemble de sectionneurs comporte également un élément mobile 8 électriquement conducteur apte à mettre en contact électrique les première 2 et deuxième 4 électrodes ou les deuxième 4 et troisième 6 électrodes et/ou les première 2 et troisième 6 électrodes.
  • Selon le premier mode de réalisation, l'élément mobile 8 comporte deux parties conductrices 8.1, 8.2, une partie extérieure 8.1 et une partie intérieure 8.2 concentrique à la première partie 8.1.
  • La partie extérieure 8.1 est de forme tubulaire et est destinée à pénétrer dans la cavité annulaire 12 de la première électrode 2 ou dans la cavité 6.1 de l'électrode 6 et la partie intérieure 8.2 a la forme d'une tige destinée à pénétrer dans la cavité centrale 10 de la première électrode.
  • La partie extérieure 8.1 est maintenue en contact électrique avec la partie intérieure 8.2 au moyen d'une bague 14 faisant saillie radialement vers l'intérieur d'une face intérieure de la partie extérieure 8.1. Un contact électrique 16 est prévu sur cette saillie 14 ainsi qu'un guidage mécanique.
  • La partie intérieure 8.2 et la partie extérieure 8.1 sont aptes à être solidarisés en mouvement dans certaines phases de manoeuvre des sectionneurs et aptes à coulisser l'une par rapport à l'autre dans d'autres phases de manoeuvre, comme nous le verrons par la suite.
  • La zone de plus petite section 6.1 présente un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur de la partie extérieure 8.1 de l'élément conducteur 8. Ainsi, lorsque l'élément extérieur 8.1 recule, celui-ci vient en contact électrique avec la troisième électrode 6 au niveau de la zone de plus petite section 6.1.
  • Avantageusement, cette zone comporte un contact électrique correspondant au diamètre de la partie extérieure 8.1. Dans l'exemple représenté, ce contact est réalisé par un bossage annulaire en saillie radialement vers l'intérieur destiné à venir en contact avec la partie extérieure 8.1 et à exercer une force radiale sur cette dernière du fait de l'élasticité de la matière.
  • La partie extérieure 8.1 s'étend vers l'arrière en direction du fond 6.3 de la troisième électrode 6 par une bielle 18 de forme tubulaire.
  • Dans l'exemple représenté, la bielle 18 est en deux parties 18.1, 18.2. La deuxième partie 18.2 porte un moyen de solidarisation 20 de la partie extérieure 8.1 et de la partie extérieure 8.2 de l'élément conducteur 8.
  • La partie 18.1 est en matériau isolant pour tenir la tension entre la troisième électrode 6 et la deuxième électrode 4. Dans l'exemple représenté, l'autre partie 18.2 est réalisée en métal, mais on pourrait envisager de la réaliser également en matériau isolant.
  • La partie intérieure 8.2 s'étend vers l'arrière au moyen d'une tige 22.
  • La tige 22 est réalisée en deux parties, une partie avant 22' et une partie arrière 22''.
  • La partie avant 22' est en matériau isolant pour tenir la tension entre la troisième électrode 6 qui est à la masse et la deuxième partie électrode 4 qui est sous haute tension. La partie arrière 22" est avantageusement en métal pour des raisons de tenue mécanique, mais on pourrait prévoir de la réaliser en matériau isolant offrant des caractéristiques mécaniques équivalentes à celles du métal.
  • Le fond 6.3 comporte avantageusement des moyens de guidage axial des première 8.1 et deuxième 8.2 parties de l'élément conducteur 8.
  • Les moyens de guidage sont dans l'exemple représentés formés par un manchon 24 en saillie axialement vers l'avant en direction de la première électrode 2 et un doigt axial 26 en saillie du fond vers l'avant. Le manchon 24 maintient un ressort 28 qui sera décrit ci-dessous, et le doigt 26 sert de moyen apte à permettre une détente dudit ressort.
  • L'ensemble de sectionneurs comporte également un moyen de stockage d'énergie élastique 28 disposé entre une extrémité avant 24.1 du manchon 24 solidaire du fond 6.3 et la tige 22 prolongeant la partie intérieure 8.2 de l'élément conducteur 8.
  • Le moyen de stockage d'énergie élastique 28 est par exemple formé par un ressort hélicoïdal monté en réaction entre l'extrémité 24 du manchon 24 et une portée annulaire 22.1 en saillie radialement vers l'extérieur de la tige 22.
  • Ainsi un déplacement de la partie intérieure 8.2 vers l'arrière provoque une compression du ressort 28.
  • Le moyen d'immobilisation 20 comporte un doigt radial 30 solidaire axialement de la deuxième partie 18.2 de la bielle 18 et apte à se déplacer radialement.
  • Le doigt 30 est rappelé radialement de manière élastique vers l'axe X au moyen d'un ressort 32 monté en réaction entre le doigt 30 et le fond d'une cage 34 fixé sur la bielle 18.
  • Sur la figure 2A, le doigt radial 30 pénètre dans un passage 35 pratiqué dans une extrémité arrière 22.1 de la tige 22. Ainsi la partie extérieure 8.1 et la partie intérieure 8.2 sont solidarisés axialement par le doigt 30.
  • L'extrémité 22.1 de la tige 22 comporte un alésage axial 36 dans lequel débouche le passage 35, de manière à ce qu'une extrémité 30.1 du doigt radial 30 débouche radialement dans l'alésage 36.
  • Le manchon 24 solidaire de l'électrode 6 de mise à la terre s'interpose radialement entre la tige 22 de la partie intérieure 8.1 et la bielle 18 solidaire de la partie extérieure 8.2 et comporte une lumière axiale 37 dans lequel le doigt 30 coulisse.
  • Le doigt axial 26 solidaire de la troisième électrode 6 est destiné à pénétrer dans l'alésage 36 et à coopérer avec l'extrémité 30.1 du doigt 30. Le doigt axial 26 comporte avantageusement une extrémité 26.1 orientée vers l'avant arrondie pour faciliter le glissement de l'extrémité 30.1 du doigt radial, celle-ci pourrait également être biseautée ou en pointe. Quant à l'extrémité 30.1, celle-ci présente avantageusement une forme en pointe, une forme arrondie ou en calotte sphérique.
  • L'extrémité arrière 22.1 de la tige 22 comporte avantageusement une pente orientée vers le fond de la troisième électrode 6, destinée à coopérer également avec l'extrémité 30.1 du doigt radial lors d'une phase de fermeture du sectionneur d'isolement.
  • Le doigt 30 sert avantageusement de moyens d'anti-rotation de la partie extérieure 8.1 par rapport à la partie intérieure 8.2. Cependant des moyens supplémentaires peuvent être prévus.
  • Sur la figure 1, on peut voir un exemple de réalisation des moyens de déplacement 38 de l'ensemble de sectionneurs du type à crémaillère.
  • Les moyens 38 comportent une roue dentée 40 engrenant une crémaillère axiale 42 sur la surface extérieure de la bielle 18.
  • On peut prévoir d'utiliser un jeu de leviers ou tout autre moyen adapté à entraîner axialement la bielle 18.
  • Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement d'un tel ensemble de sectionneurs.
  • Sur la figure 2A, on peut voir le sectionneur d'isolement en position fermée, l'élément mobile 8 assure le contact entre la première électrode 2 et la deuxième électrode 4, le doigt radial 30 pénètre dans le passage radial 35 et assure la solidarisation axiale de la partie extérieure 8.1 et de la partie intérieure 8.2.
  • Pour ouvrir le sectionneur d'isolement, un opérateur active les moyens de déplacement 38, dans l'exemple représenté, la roue dentée 40 est déplacée en rotation et déplace la bielle 18 axialement vers l'arrière, entraînant la partie extérieure 8.1, la partie intérieure 8.2 est également déplacée axialement par l'intermédiaire du doigt radial 30. Le déplacement axial de l'élément conducteur 8 peut s'effectuer de manière lente, par exemple de l'ordre de 0,02 m/s à 0,2m/s.
  • L'élément mobile 8 s'écarte de la première électrode 2, les moyens de déplacement 38 s'arrêtent, le sectionneur d'isolement est alors en position ouverte, i.e. les première 2 et deuxième 4 électrodes ne sont plus reliées électriquement et sont à distance de sectionnement. Dans cette position, aucune des électrodes n'est mise à la terre, comme on peut le voir sur la figure 2B.
  • La distance de sectionnement est la distance minimale entre les première 2 et deuxième 4 électrodes nécessaire pour que l'isolation électrique du gaz soit suffisante pour assurer la tenue diélectrique imposée par les normes applicables à ce type de matériel.
  • Pendant cette première course, le ressort 28 a été comprimé. Lors de l'arrêt des moyens de déplacement 38, ici formés par un système crémaillère, le ressort 28 est maintenu comprimé.
  • Pour revenir à la position représentée à la figure 2A, il suffit d'actionner les moyens de déplacement 38 dans le sens inverse pour que la bielle 18 se déplace vers l'avant.
  • Pour fermer le sectionneur de mise à la terre lent, l'opérateur active à nouveau les moyens de déplacement 38, la bielle 18 reprend son déplacement axial vers l'arrière, ainsi que les parties extérieure 8.1 et intérieure 8.2, jusqu'à ce que la partie extérieure 8.1 pénètre dans la troisième électrode 6 et vienne en contact avec la zone de plus petite section de l'électrode 6 de mise à la terre, comme cela est représenté sur la figure 2C. La deuxième électrode 4 entre alors en contact électrique avec la troisième électrode 6 (mise à la terre) via la partie extérieure 8.1, le sectionneur de mise à la terre de la deuxième électrode 4 est donc fermé. Le ressort 28 a encore été comprimé. La manoeuvre peut s'effectuer également de manière lente, par exemple de l'ordre de 0,02 m/s à 0,2m/s. Les moyens de déplacement 38 s'arrêtent. Le déplacement de la partie intérieure 8.2 correspond donc à la fermeture d'un sectionneur de mise à la terre lent.
  • Pour revenir à la position représentée à la figure 2B, il suffit d'actionner les moyens de déplacement 38 dans le sens inverse pour que la bielle 18 se déplace vers l'avant.
  • Pour fermer le sectionneur de mise à la terre rapide, l'opérateur active à nouveau les moyens de déplacement 38, la partie extérieure 8.1 et la partie intérieure 8.2 se déplacent de nouveau solidairement vers l'arrière. Le doigt axial 26 en saillie du fond 6.3 de l'électrode 6 pénètre alors dans l'alésage 36, vient en contact avec la pointe 30.1 du doigt radial 30, et le repousse radialement vers l'extérieur à l'encontre du ressort 32, comme cela est représenté sur la figure 2D. Ce déplacement radial du doigt 30 provoque la désolidarisation de la partie extérieure 8.1 et de la partie intérieure 8.2.
  • Sous l'effet de la charge du ressort 28, la partie intérieure 8.2 est repoussée vers l'avant, alors que la partie extérieure 8.1 reste immobile. La partie intérieure 8.2 pénètre dans la cavité centrale de la première électrode 2. Cependant la partie extérieure 8.1 et la partie intérieure 8.2 restent en contact électrique.
  • La première électrode 2 est alors reliée électriquement à l'électrode 6 de mise à la terre par l'intermédiaire de la partie intérieure 8.2 et de la partie extérieure 8.1. Le sectionneur de mise à la terre de la première électrode 2 est alors fermé (figure 2E).
  • Le déplacement vers l'avant de la partie intérieure 8.2, lors de la détente du ressort 28, est rapide et donc la fermeture du sectionneur de mise à la terre de la première électrode 2 par rapport à la fermeture du sectionneur de mise à la terre de la deuxième électrode 4 est rapide. La vitesse de fermeture est de l'ordre de 2 à 8 m/s, ce qui permet d'assurer la performance de fermeture sur court-circuit. Le déplacement de la partie intérieure 8.2 correspond donc à la fermeture d'un sectionneur de mise à la terre rapide.
  • Le retour à la position représentée à la figure 2A, i.e. les ouvertures des sectionneurs de mise à la terre et la fermeture du sectionneur d'isolement s'effectuent par un actionnement des moyens de déplacement 38 dans un sens de déplacement vers l'avant de la bielle 18. La partie extérieure 8.1 coulisse alors vers l'avant par rapport à la partie intérieure 8.2.
  • La partie extérieure 8.1 s'écarte alors de la troisième électrode 6 de mise à la terre, les électrodes 2 et 4 ne sont alors plus à la terre : les sectionneurs de mise à la terre des première 2 et deuxième 4 électrodes sont ouverts. Ensuite, la partie extérieure 8.1 vient en contact avec la première électrode 2, le sectionneur d'isolement est alors fermé.
  • La pointe 30.1 du doigt radial 30 rencontre ensuite l'extrémité de la tige 22 et vient glisser sur la pente, le doigt 30 est alors déplacé radialement vers l'extérieur à l'encontre du ressort 32. Puis, lorsqu'il se trouve en regard du passage 35, le doigt effectue un déplacement radial vers l'axe X sous l'effet du ressort 32. La partie extérieure 8.1 et la partie intérieure 8.2 sont alors de nouveau solidaires axialement.
  • Sur les figures 6A à 8B, on peut voir un une variante de réalisation du premier mode de réalisation d'un ensemble de sectionneurs combinant un sectionneur d'isolement, un sectionneur de mise à la terre lent et un sectionneur de mise à la terre rapide. Dans cette variante le ressort en matériau diélectrique est disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche.
  • L'ensemble de sectionneurs comporte une première électrode 202 connectée à un départ de ligne ou câble haute ou moyenne tension, une deuxième électrode 204 connectée au disjoncteur, et une troisième électrode 206 de mise à la terre. Dans l'exemple représenté la troisième électrode 206 est reliée à l'enveloppe qui est elle-même mise à la terre.
  • Selon la présente invention, les trois électrodes 202, 204 et 206 sont disposées dans cet ordre le long d'un axe longitudinal X de l'ensemble de sectionneurs.
  • La première électrode 202 d'axe X comporte à une extrémité axiale 202.1 en regard de la deuxième électrode 204 une cavité centrale 210 formant un contact électrique réalisé dans un matériau permettant l'établissement d'un arc électrique et une cavité annulaire 212 entourant la cavité centrale 210 formant un contact électrique permettant le passage du courant permanent.
  • La deuxième électrode 204 comporte un tube d'axe X dont une extrémité axiale 204.1 est en regard de la première électrode 200.
  • La troisième électrode 206 de mise à la terre est disposée en arrière de la deuxième électrode 204. Dans l'exemple représenté, la troisième électrode 206 de mise à la terre forme une partie d'extrémité de l'enceinte 201, l'enceinte étant mise à la terre. L'électrode de mise à la terre 206 comporte un passage central 206.1 d'axe X, dont la périphérie 206.2 est destinée à venir en contact électrique avec un contact mobile de l'ensemble des sectionneurs pour les mettre à la terre. Ce passage permet également de transmettre la commande d'actionnement des sectionneurs comme nous le verrons par la suite.
  • L'ensemble de sectionneurs comporte également un contact mobile 208 électriquement conducteur apte à mettre en contact électrique les première 202 et deuxième 204 électrodes ou les deuxième 204 et troisième 206 électrodes et/ou les première 202 et troisième 206 électrodes.
  • Le contact mobile 208 comporte deux parties conductrices 208.1, 208.2, une partie extérieure 208.1 et une partie intérieure 208.2 concentrique à la première partie 208.1.
  • La partie extérieure 208.1 est de forme tubulaire et est destinée à pénétrer dans la cavité annulaire 212 de la première électrode 202 ou dans le passage central 206.1 de l'électrode 206, et la partie intérieure 208.2 a la forme d'une tige destinée à pénétrer dans la cavité centrale 210 de la première électrode 202.
  • La partie extérieure 208.1 est maintenue en contact électrique avec la partie intérieure 208.2 au moyen d'une bague 214 faisant saillie radialement vers l'intérieur d'une face intérieure de la partie extérieure 208.1. Un contact électrique 216 est prévu sur cette saillie 214 en contact avec la paroi extérieure de la partie intérieure 208.2.
  • La partie intérieure 208.2 et la partie extérieure 208.1 sont aptes à être solidarisées en mouvement dans certaines phases de manoeuvre des sectionneurs et aptes à coulisser l'une par rapport à l'autre dans d'autres phases de manoeuvre, comme nous le verrons par la suite.
  • Le passage central 206.1 a un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur de la partie extérieure 208.1 de l'élément conducteur 208. Ainsi, lorsque la partie extérieure 208.1 recule, celui-ci pénètre dans le passage 208.1 et vient en contact électrique avec la troisième électrode 206 au niveau de la périphérie 206.2 du passage central 206.1.
  • Avantageusement, cette zone comporte un contact électrique correspondant au diamètre de la partie extérieure 208.1. Dans l'exemple représenté, ce contact est réalisé par un bossage annulaire en saillie radialement vers l'intérieur destiné à venir en contact avec la partie extérieure 208.1 et à exercer une force radiale sur cette dernière du fait de l'élasticité de la matière.
  • La partie extérieure 208.1 s'étend vers l'arrière par une bielle 218 de forme tubulaire d'axe X.
  • Dans l'exemple représenté, la bielle 218 est en deux parties 218.1, 218.2 ; la première partie 218.1 est directement connectée à la partie extérieure 208.1. Celle-ci est en matériau isolant électrique et se trouve à l'intérieur de l'enveloppe en position fermée du sectionneur d'isolement.
  • La deuxième partie 218.2 porte un moyen de solidarisation 220 de la partie extérieure 208.1 et de la partie extérieure 208.2 de l'élément conducteur 208.
  • La partie 218.1 est en matériau isolant pour tenir la tension entre la troisième électrode 206 et la deuxième électrode 204. Dans l'exemple représenté, l'autre partie 218.2 peut être réalisée en matériau isolant ou conducteur.
  • La deuxième partie 218.2 coopère également avec des moyens de déplacement 240 longitudinal selon l'axe X pour déplacer la partie extérieure 208.1. Dans l'exemple représenté, il s'agit d'un mécanisme du type à vis sans fin, la vis traversant un alésage 240.1 parallèle à l'axe X pratiqué dans une embase arrière 218.2.1 de la deuxième partie 218.2. Un mécanisme à leviers ou tout autre moyen adapté pour entraîner axialement la bielle 218 peut convenir.
  • La partie intérieure 208.2 s'étend vers l'arrière par une tige 222.
  • La tige 222 est réalisée en deux parties, une partie avant 222' raccordée à la partie intérieure 208.2 et une partie arrière 222'' raccordée à la partie avant 222'.
  • La partie avant 222' est en matériau isolant pour tenir la tension entre la troisième électrode 206, qui est à la masse, et la deuxième partie électrode 204 qui est sous haute tension. La partie arrière 222" est avantageusement en métal pour des raisons de tenue mécanique, mais on pourrait prévoir de la réaliser en matériau isolant offrant des caractéristiques mécaniques équivalentes à celles du métal.
  • Une enveloppe tubulaire 242 d'axe X est prévue en arrière de l'enceinte étanche 1 et recevant les moyens de solidarisation 220 et les moyens de déplacement 240, cette enveloppe comporte une première extrémité longitudinale obturée par un fond 242.1 et une deuxième extrémité longitudinale ouverte 242.2 en appui contre l'enveloppe étanche 201 et entourant le passage central 206.1 de l'électrode mise à la terre 206. L'enveloppe tubulaire prolonge donc l'enveloppe étanche 201.
  • Le fond 242.1 comporte avantageusement des moyens de guidage axiaux des première 208.1 et deuxième 208.2 parties de l'élément conducteur 208.
  • Les moyens de guidage sont, dans l'exemple représentés formés par un manchon 224 en saillie axialement vers l'avant en direction de la première électrode 202 et un doigt axial 226 en saillie du fond vers l'avant. Le manchon 224 maintient un ressort 228 qui sera décrit ci-dessous, et le doigt axial 226 sert de moyen apte à permettre une détente dudit ressort.
  • L'ensemble de sectionneurs comporte également un moyen de stockage d'énergie élastique 228 pour permettre une fermeture rapide du sectionneur de mise à la terre rapide. Ce moyen élastique 228 est en matériau isolant électrique, par exemple en matériau époxy chargé de fibres de verre, par exemple formé par un ressort hélicoïdal.
  • Selon cette variante de réalisation, celui-ci peut être disposé en grand partie à l'intérieur de l'enveloppe étanche, en particulier entre une extrémité avant 224.1 du manchon 224 solidaire du fond 242.1 et la tige 222 prolongeant la partie intérieure 208.2 de l'élément conducteur 208. Plus précisément, le ressort 228 est monté en réaction entre l'extrémité 224.1 du manchon 224 et une portée annulaire 222.1 en saillie radialement vers l'extérieur de la tige 222, pour être chargé lorsque la partie intérieure 208.2 se déplace vers l'arrière.
  • Cette variante permet de réaliser un ensemble de sectionneurs très compact axialement.
  • Le ressort 228 entoure la tige 222 de la partie intérieure 208.2.
  • Dans l'exemple représenté, l'extrémité arrière du ressort fait saillie en dehors de l'enceinte. Cependant on pourrait prévoir que le ressort soit entièrement dans l'enceinte.
  • Ainsi un déplacement de la partie intérieure 208.2 vers l'arrière provoque une compression du ressort 228.
  • Le moyen d'immobilisation 220 comporte un doigt radial 230 solidaire axialement de la deuxième partie 218.2 de la bielle 218 et apte à se déplacer radialement.
  • Le doigt radial 230 est rappelé radialement de manière élastique vers l'axe X au moyen d'un ressort 232 monté en réaction entre un épaulement 230.1 réalisé dans la périphérie du doigt radial 230 et une plaquette 234 latérale fixée sur la bielle 218 traversée par une queue 230.2 du doigt radial 230.
  • Sur les figures 6A et 6B, le doigt radial 230 pénètre dans un passage 235 pratiqué dans une extrémité arrière 222.1 de la tige 222. Ainsi la partie extérieure 208.1 et la partie intérieure 208.2 sont solidarisées axialement par le doigt 230.
  • L'extrémité 222.1 de la tige 222 comporte un alésage axial 236 dans lequel débouche le passage 235, de manière à ce qu'une extrémité 230.3 du doigt radial 230 débouche radialement dans l'alésage 236.
  • Le manchon 24 solidaire de l'électrode 206 de mise à la terre s'interpose radialement entre la tige 222 de la partie intérieure 208.1 et la bielle 218 solidaire de la partie extérieure 208.2 et comporte une lumière axiale 237, dans lequel le doigt radial 230 coulisse.
  • Le doigt axial 226 solidaire de la troisième électrode 206 est destiné à pénétrer dans l'alésage 236 et à coopérer avec l'extrémité 230.3 du doigt 230. Le doigt axial 226 comporte avantageusement une extrémité 226.1 orientée vers l'avant arrondie pour faciliter le glissement de l'extrémité 230.3 du doigt radial 230, celle-ci pourrait également être biseautée ou en pointe. Quant à l'extrémité 230.3, celle-ci présente avantageusement une forme en pointe, une forme arrondie ou en calotte sphérique.
  • L'extrémité arrière 222.1 de la tige 222 comporte avantageusement une pente orientée vers le fond de la troisième électrode 206, destinée à coopérer également avec l'extrémité 230.3 du doigt radial 230 lors d'une phase de fermeture du sectionneur d'isolement.
  • Le doigt radial 230 sert avantageusement de moyens d'anti-rotation de la partie extérieure 208.1 par rapport à la partie intérieure 208.2. Cependant des moyens supplémentaires peuvent être prévus.
  • Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement d'un tel ensemble de sectionneurs.
  • Sur la figure 6A, on peut voir le sectionneur d'isolement en position fermée, le contact mobile 208 assure le contact entre la première électrode 202 et la deuxième électrode 204, le doigt radial 230 pénètre dans le passage radial 235 et assure la solidarisation axiale de la partie extérieure 208.1 et de la partie intérieure 208.2.
  • Pour ouvrir le sectionneur d'isolement, un opérateur active les moyens de déplacement 240, dans l'exemple représenté, la vis sans fin déplace la bielle 18 axialement vers l'arrière, entraînant la partie extérieure 208.1, la partie intérieure 208.2 est également déplacée axialement par l'intermédiaire du doigt radial 230. Le déplacement axial de l'élément conducteur 208 peut s'effectuer de manière lente, par exemple à une vitesse de l'ordre de 0,02 m/s à 0,2m/s.
  • Le contact mobile 208 s'écarte de la première électrode 202, les moyens de déplacement 240 s'arrêtent, le sectionneur d'isolement est alors en position ouverte, i.e. les première 202 et deuxième 204 électrodes ne sont plus reliées électriquement et sont à distance de sectionnement. Dans cette position, aucune des électrodes n'est mise à la terre.
  • La distance de sectionnement est la distance minimale entre les première 202 et deuxième 204 électrodes nécessaire pour que l'isolation électrique du gaz soit suffisante pour assurer la tenue diélectrique imposée par les normes applicables à ce type de matériel.
  • Pendant cette première course, le ressort 228 a été comprimé. Lors de l'arrêt des moyens de déplacement 240, le ressort 228 est maintenu comprimé.
  • Pour revenir à la position dans laquelle aucune des électrodes 202, 204 n'est mise à la terre, il suffit d'actionner les moyens de déplacement 240 dans le sens inverse pour que la bielle 218 se déplace vers l'avant.
  • Pour fermer le sectionneur de mise à la terre lent, l'opérateur active à nouveau les moyens de déplacement 240, la bielle 218 reprend son déplacement axial vers l'arrière, ainsi que les parties extérieure 208.1 et intérieure 208.2, jusqu'à ce que la partie extérieure 208.1 pénètre dans la troisième électrode 206 et vienne en contact avec la périphérie 206.2 du passage central 206.1 de l'électrode 206 de mise à la terre, comme cela est représenté sur la figure 7A. La deuxième électrode 204 est alors en contact électrique avec la troisième électrode 206 (mise à la terre) via la partie extérieure 208.1, le sectionneur de mise à la terre de la deuxième électrode 204 est donc fermé. Le ressort 228 a encore été comprimé. La manoeuvre peut s'effectuer également de manière lente, par exemple à une vitesse de l'ordre de 0,02 m/s à 0,2m/s. Les moyens de déplacement 240 s'arrêtent. Le déplacement de la partie intérieure 208.2 correspond donc à la fermeture d'un sectionneur de mise à la terre lent.
  • Pour revenir à la position représentée à la figure 7A, il suffit d'actionner les moyens de déplacement 240 dans le sens inverse pour que la bielle 218 se déplace vers l'avant.
  • Pour fermer le sectionneur de mise à la terre rapide, l'opérateur active à nouveau les moyens de déplacement 240, la partie extérieure 208.1 et la partie intérieure 208.2 se déplacent de nouveau solidairement vers l'arrière. Le doigt axial 226 en saillie du fond 206.3 de l'électrode 206 pénètre alors dans l'alésage 236, vient en contact avec la pointe 230.3 du doigt radial 230 (figure 7B), et le repousse radialement vers l'extérieur à l'encontre du ressort 232, comme cela est représenté sur la figure 8B. Ce déplacement radial du doigt 230 provoque la désolidarisation de la partie extérieure 208.1 et de la partie intérieure 208.2.
  • Sous l'effet de la charge du ressort 228, la partie intérieure 208.2 est repoussée vers l'avant, alors que la partie extérieure 208.1 reste immobile. La partie intérieure 208.2 pénètre dans la cavité centrale de la première électrode 202. Cependant la partie extérieure 208.1 et la partie intérieure 208.2 restent en contact électrique, comme cela est visible sur la figure 8A.
  • La première électrode 202 est alors reliée électriquement à l'électrode 206 de mise à la terre par l'intermédiaire de la partie intérieure 208.2 et de la partie extérieure 208.1. Le sectionneur de mise à la terre de la première électrode 202 est alors fermé.
  • Le déplacement vers l'avant de la partie intérieure 208.2, lors de la détente du ressort 228, est rapide et donc la fermeture du sectionneur de mise à la terre de la première électrode 202 par rapport à la fermeture du sectionneur de mise à la terre de la deuxième électrode 204 est rapide. La vitesse de fermeture est de l'ordre de 2 à 8 m/s, ce qui permet d'assurer la performance de fermeture sur court-circuit. Le déplacement de la partie intérieure 208.2 correspond donc à la fermeture d'un sectionneur de mise à la terre rapide.
  • Le retour à la position représentée à la figure 7A, i.e. les ouvertures des sectionneurs de mise à la terre et la fermeture du sectionneur d'isolement s'effectuent par un actionnement des moyens de déplacement 240 dans un sens de déplacement de la bielle 218 vers l'avant. La partie extérieure 208.1 coulisse alors vers l'avant par rapport à la partie intérieure 208.2.
  • La partie extérieure 208.1 s'écarte alors de la troisième électrode 206 de mise à la terre, les électrodes 2 et 4 ne sont alors plus à la terre : les sectionneurs de mise à la terre des première 202 et deuxième 204 électrodes sont ouverts. Ensuite, la partie extérieure 208.1 vient en contact avec la première électrode 202, le sectionneur d'isolement est alors fermé.
  • La pointe 230.3 du doigt radial 30 rencontre ensuite l'extrémité de la tige 222 et vient glisser sur la pente, le doigt 230 est alors déplacé radialement vers l'extérieur à l'encontre du ressort 232. Puis, lorsqu'il se trouve en regard du passage 235, le doigt effectue un déplacement radial vers l'axe X sous l'effet du ressort 232. La partie extérieure 208.1 et la partie intérieure 208.2 sont alors de nouveau solidaires axialement.
  • Cette enceinte étanche présente une très faible saillie axiale, puisque la taille de la partie mécanique du sectionneur faisant saillie en dehors de l'enceinte étanche a été réduite. Le ressort peut être disposé tout ou partie dans l'enceinte grâce à ses propriétés d'isolant électrique. Il entoure la tige 222 fixée à la partie intérieure 208.2 du contact mobile 208 et la solidarisant à la partie extérieure 208.1. Les fonctions d'isolation et de stockage d'énergie élastique sont désormais superposées géométriquement grâce à la présente invention.
  • Sur les figures 3A à 3G, on peut voir un deuxième mode de réalisation d'un ensemble de sectionneurs selon la présente invention, dans lequel l'élément conducteur destiné à connecter électriquement la première et la deuxième électrode est d'une seule pièce.
  • Sur la figure 3A, on peut voir l'ensemble de sectionneurs selon le deuxième mode de réalisation dans un état de fermeture du sectionneur d'isolement et d'ouverture des sectionneurs de mise à la terre.
  • L'ensemble de sectionneurs comporte une première électrode 102 connectée à la ligne haute ou moyenne tension ou à un départ de câble, une deuxième électrode 104 connectée au disjoncteur, et une troisième électrode 106 de mise à la terre, ces trois électrodes étant alignées le long de l'axe X.
  • La première 102 et la deuxième 104 électrode sont disposées en regard à distance l'une de l'autre d'une distance de sectionnement, la distance de sectionnement étant, comme écrit plus haut, la distance minimale entre les électrodes nécessaire pour que l'isolation électrique du gaz soit suffisante pour assurer la tenue diélectrique imposée par les normes applicables à ce type de matériel, la troisième électrode 106 est décalée axialement en arrière de la deuxième électrode 104.
  • Dans l'exemple représenté, la première électrode 102 d'axe X comporte en regard de la deuxième électrode 104 une cavité 102.2 formant un contact électrique permettant le passage du courant permanent et un saillie axiale 102.3 dans le cavité en direction de la deuxième électrode 104 formant un contact électrique réalisé dans un matériau permettant l'établissement d'un arc électrique.
  • La deuxième électrode 104 comporte un élément extérieur 104.1 ayant une forme généralement tubulaire obturé partiellement à une première extrémité 104.2 orientée du côté de la première électrode 102, par une paroi annulaire 104.3 s'étendant radialement vers l'intérieur en direction de l'axe X, ménageant une ouverture centrale 104.4, un manchon 104.5 d'axe X disposé à l'intérieur du tube 104.1 relié à l'élément tubulaire 104.1 par une paroi transversale annulaire 104.6 au niveau d'une deuxième extrémité 104.5 opposée à la première extrémité 104.2.
  • Sur les figures 4A à 4D, on peut voir que la deuxième électrode 104 n'est pas réalisée d'un seul tenant. D'une part, l'élément tubulaire 104.1 et la paroi annulaire 104.3 sont réalisés d'un seul tenant et que, d'autre part, le manchon 104.5 et la paroi transversale annulaire 104.6 sont réalisés d'une seule pièce. L'ensemble formé par le manchon 104.5 et la paroi transversale 104.6 sont solidarisés à une extrémité de l'élément tubulaire 104.1 opposée à la première électrode 102.
  • La troisième électrode 106 a une forme sensiblement tubulaire, celle-ci est par exemple reliée à l'enveloppe métallique dans le cas où celle-ci est reliée à la terre, comme cela est représenté sur les figures 4A à 4B où la troisième électrode est montée dans le capot arrière de l'enveloppe et a la forme d'une tulipe.
  • L'élément 108 électriquement conducteur apte à être déplacé le long de l'axe X comporte un tube extérieur 110 de dimension axiale suffisante pour venir en contact électrique à la fois avec la première électrode 102 et avec la deuxième électrode 104 par un contact électrique 105. Le tube 110 a un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre de la cavité 102.2 de la première électrode 102 pour permettre son coulissement à l'intérieur de cette dernière.
  • L'élément conducteur comporte également une un contact électrique 109 sous forme de tulipe monté à l'intérieur de l'élément conducteur 108 et destiné à recevoir la saillie axiale 102.3.
  • Le contact électrique 109 est fixé sur une paroi transversale 108.1 obturant partiellement l'intérieur du tube de l'élément conducteur.
  • L'élément conducteur 108 comporte à une extrémité arrière 110.1 du tube des moyens de solidarisation 112 en déplacement axial du tube 110 avec une bielle 114.
  • La bielle 114 est réalisée en deux parties, l'une en matériau électriquement conducteur et l'autre en matériau isolant et est en forme de tube coulissant dans le manchon 104.5 et lier à l'élément conducteur 110 par le dispositif 112.
  • La bielle 114 comporte une partie avant 114.1 en matériau conducteur de plus grand diamètre égal au diamètre intérieur du manchon 104.5 de la deuxième électrode 104, ce qui assure un contact électrique et un guidage axial de la bielle 114. Un contact électrique 118 est avantageusement prévu à une extrémité arrière du manchon 104.5. Le diamètre extérieur de la partie de plus grand diamètre 114.1 est également sensiblement égal au diamètre intérieur de la troisième électrode 106, pour permettre un embrochage de la partie 114.1 dans l'électrode 106 présentant un contact électrique adapté au contact 104.1
  • La bielle 114 comporte également une partie de plus petit diamètre 114.2 en matériau isolant de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur de la troisième électrode 106 de mise à la terre pour permettre un coulissement sans contact avec l'électrode 106.
  • La bielle 114 comporte également une gorge qui permet de la solidariser avec l'élément conducteur 108 au moyen du dispositif 112.
  • L'ensemble de sectionneurs comporte également un moyen de stockage d'énergie élastique 120 monté dans la deuxième électrode 104 entre le tube 104.1 et le manchon 104.5. Ce moyen de stockage d'énergie élastique 120 est, dans l'exemple représenté, un ressort hélicoïdal monté en réaction entre la paroi transversale 104.6 de la deuxième électrode 104 et une extrémité arrière 108.1 de l'élément conducteur 108.
  • Sur la figure 5, on peut voir une vue agrandie des moyens de solidarisation 112 comportant un doigt radial 122 monté mobile radialement dans une cage 124 solidaire du tube extérieur 110 au niveau de son extrémité arrière 110.1, dans un état de fermeture du sectionneur.
  • La cage 124 est d'axe orthogonal à l'axe X.
  • Le doigt 122 est sollicité radialement en direction de l'axe X par un ressort 126 monté dans un passage radial 128 réalisé dans l'élément tubulaire 104.1 de la deuxième électrode 104. Le ressort 126 est monté en réaction entre une portée annulaire du passage 128 et une tête 130.1 d'un poussoir 130, la tête 130.1 du poussoir 130 étant en contact avec le doigt 122. Le poussoir 130 comporte également une butée radiale 130.2 limitant le déplacement radial du poussoir 130 vers l'axe X.
  • Un ressort 127 est également prévu pour solliciter le doigt 122 en éloignement de l'axe X monté en réaction entre une tête 122.3 du doigt 122 et une portée annulaire 124.1 de la cage 124.
  • La charge du ressort 126 est supérieure à celle du ressort 127 afin de repousser en permanence le doigt 122 vers l'axe X.
  • Le ressort 127, monté dans l'élément conducteur, permet le maintien d'une position d'équilibre du doigt 122 vers l'extérieur à l'encontre du ressort 126.
  • Le doigt 122 est destiné à coopérer par son extrémité 122.1 radialement intérieure avec une gorge 132 pratiquée dans la paroi extérieure de la bielle 114. Cette gorge 132 est prévue de telle sorte qu'elle se trouve en regard du passage 128 lorsque le sectionneur d'isolement est fermé. Ainsi, lorsque l'extrémité radialement intérieure 122.1 est dans la gorge 132, l'élément conducteur 108 et la bielle 114 sont solidaires axialement.
  • De manière avantageuse, les extrémités 122.1, 122.2 du doigt radial 122 sont de forme arrondie pour faciliter les glissements de celles-ci sur les différentes surfaces, comme nous le verrons par la suite.
  • La paroi intérieure du tube 104.1 comporte également une gorge 134 en arrière du passage 128 réalisée axialement en avant de l'extrémité longitudinale avant du manchon 104.5. Cette cavité 134 est destinée à recevoir une extrémité radialement extérieure 122.2 du doigt 122.
  • La gorge 134 comporte avantageusement une extrémité axiale en pente douce du côté de l'extrémité 104.2 de la deuxième électrode, de manière à favoriser la sortie de l'extrémité 122.2 du doigt 122 de la cavité vers l'avant, lorsque celui-ci peut effectuer un déplacement radial vers l'intérieur.
  • L'extrémité avant 114.3 de la bielle 114 est biseautée vers l'avant de manière à permettre au doigt 122 de remonter sur la bielle 114 en fin de manoeuvre de fermeture du sectionneur.
  • Des moyens d'anti-rotation (non représentés) sont avantageusement prévus pour que le doigt 122 et le poussoir 130, soient en permanence sensiblement dans un même plan contenu dans le plan de feuille.
  • Des moyens de déplacement 136 sont également prévus pour entraîner l'élément conducteur 108 en translation le long de l'axe X par l'intermédiaire de la bielle 114. Ces moyens de déplacement sont dans l'exemple représenté du type à levier, mais ils peuvent être de tout autre type adapté, par exemple à crémaillère ou à vis sans fin.
  • Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement de l'ensemble de sectionneur selon le deuxième mode de réalisation.
  • Dans la position représentée sur la figure 3A, le sectionneur d'isolement est maintenu fermé, i.e. l'élément conducteur 108 est maintenu en contact avec la première 102 et la deuxième 104 électrodes par le ressort 120.
  • Un opérateur souhaitant ouvrir le sectionneur d'isolement, active les moyens de déplacement qui exerce un effort axial sur la bielle 114, celle-ci recule le long de l'axe X, entraînant l'élément conducteur 108 vers l'arrière par coopération de l'extrémité 122.1 du doigt 122 solidaire axialement de l'élément conducteur 108 avec la gorge 132. L'extrémité 122.1 glisse alors sur la surface intérieure du tube 104.1 de la deuxième électrode 104. Le déplacement de l'élément conducteur 108 s'effectue à l'encontre du ressort 120, celui-ci est alors comprimé comme indiqué en figure 3B.
  • Le contact entre l'élément conducteur 108 et la première électrode 102 est rompu. Le sectionneur d'isolement est alors ouvert. Les moyens de déplacement s'arrêtent lorsque l'élément conducteur 108 vient en butée contre l'extrémité du manchon 104.5 de la deuxième électrode 104, telle que l'ensemble est représenté sur la figure 3C. Le doigt 122, en particulier son extrémité 122.1 se trouve alignée avec la gorge 134.
  • Dans cette configuration, le sectionneur d'isolement est ouvert i.e. les première 102 et deuxième 104 électrodes ne sont plus reliées électriquement et sont à distance de sectionnement. Dans cette position, aucune des électrodes n'est mise à la terre.
  • Le déplacement tel que décrit peut être effectué à faible vitesse de l'ordre de 0,02 m/s à 0,2 m/s. Pour refermer le sectionneur d'isolement, il suffit d'effectuer les opérations inverses de celles décrites ci-dessus.
  • Pour revenir à la position représentée à la figure 3A, il suffit d'actionner les moyens de déplacement 114 dans le sens inverse pour que l'élément conducteur 108 se déplace vers l'avant.
  • Pour fermer le sectionneur de mise à la terre lent de la deuxième électrode 104, l'opérateur active à nouveau les moyens de déplacement.
  • La bielle tend encore à entraîner l'élément conducteur 108, mais celui-ci étant en butée contre l'extrémité du manchon 104.5, les efforts qui s'exercent sur le doigt 122 par l'intermédiaire de la pente pratiquée dans la gorge 132 ainsi que par le ressort 127 tendent à faire sortir l'extrémité 122.1 du doigt 122 de la gorge 132. Le doigt 122 se déplace alors radialement vers l'extérieur, l'extrémité 122.2 pénètre alors dans la gorge 134. L'élément conducteur 108 est alors verrouillé sur la deuxième électrode 104 dans la position représentée sur la figure 3D. Par contre, la bielle 114 poursuit son coulissement vers l'arrière de sorte que sa partie de plus grand diamètre 114.1 s'engage dans l'électrode de mise à la terre 106 et vient en contact avec elle, comme on peut le voir sur la figure 3E et sur la figure 4C. Les moyens de déplacement s'arrêtent.
  • Dans cette position, le sectionneur de mise à la terre de la deuxième électrode 104 est fermé, en effet la deuxième électrode 104 est mise à la terre par l'intermédiaire de la bielle 114.
  • La longueur de la partie de plus grand diamètre 114.1 est choisie de sorte que la distance séparant l'extrémité arrière de la partie de plus grand diamètre venant en contact avec l'électrode 106 et la zone en arrière du biseau pratiqué à l'extrémité avant de la bielle soit telle que la partie de plus grand diamètre 114.1 puisse être en contact avec l'électrode 106, alors que l'extrémité 122.1 du doigt soit en arrière du biseau.
  • Le déplacement tel que décrit peut être effectué à faible vitesse de l'ordre de 0,02 m/s à 0,2 m/s. Pour ouvrir à nouveau le sectionneur de mise à la terre de la deuxième électrode et refermer le sectionneur d'isolement, il suffit d'effectuer les opérations inverses de celles décrites ci-dessus.
  • Pour revenir à la position représentée à la figure 3A, il suffit d'actionner les moyens de déplacement 114 dans le sens inverse pour que l'élément conducteur 114.1 se déplace vers l'avant.
  • Pour fermer le sectionneur de mise à la terre rapide de la première électrode 102, l'opérateur active à nouveau les moyens de déplacement, la bielle effectue une course réduite, par exemple de l'ordre de quelques mm, de manière à ce que l'extrémité 122.1 du doigt 122 rencontre le biseau, le doigt se déplace alors radialement vers l'intérieur, son extrémité opposée 122.2 échappe à la cavité 134 en glissant sur la pente de celle-ci, l'élément conducteur 108 est alors désolidarisé axialement de la deuxième électrode 104.
  • Sous l'action du ressort 120 comprimé, l'élément conducteur 108 se déplace axialement vers l'avant, l'extrémité 122.2 glissant le long de la face intérieure du tube 104, par exemple avec une vitesse élevée de l'ordre de 2m/s à 8m/s et embroche la première électrode 102. Celle-ci est alors mise à la terre via la bielle 114, puisque l'élément conducteur 108 est en permanence en contact électrique avec la deuxième électrode 104 par le contact électrique 105 et puisque la deuxième électrode 104 est, elle même à mise à la terre, par le conducteur 114.1. Le sectionneur de mise à la terre de la première électrode 102 est alors fermé, comme on peut le voir sur les figures 3F et 4D.
  • Le doigt se retrouve alors au droit du poussoir 130.
  • La grande vitesse avec laquelle le sectionneur de mise à la terre de la première électrode se ferme, permet d'assurer les performances de fermeture sur court-circuit au sectionneur.
  • Pour ouvrir les sectionneurs de mise à la terre et fermer le sectionneur d'isolement, l'opérateur active les moyens de déplacement dans le sens inverse afin de déplacer la bielle 114 vers l'avant, celle-ci, en particulier sa partie de plus grand diamètre 114.1, s'éloigne de l'électrode 106, les deux sectionneurs de mise à la terre s'ouvrent et le sectionneur d'isolement se ferme simultanément (figure 3G).
  • La bielle 114 poursuit sa course, l'extrémité 122.1 glisse sur l'extrémité avant biseautée de la bielle 114 et se déplace radialement vers l'extérieur.
  • La bielle 114 se déplace vers l'avant jusqu'à ce que la gorge 132 se trouve au droit du doigt 122 et que son extrémité 122.1 tombe dans l'évidement 132. L'élément conducteur 108 et la bielle 114 sont alors à nouveau solidaires axialement comme représentés sur les figures 3A et 4A.
  • Cette manoeuvre est effectuée généralement de manière lente, de l'ordre de 0,02 m/s à 0,2 m/s.
  • Dans les deux modes de réalisation, il n'est décrit qu'un seul moyen d'immobilisation axial, mais il est bien entendu que l'on peut en prévoir plusieurs, répartis avantageusement angulairement de manière régulière et avantageusement dans un même plan transversal.
  • Dans le cas du deuxième mode de réalisation, la présence de plusieurs doigts 122 permet d'améliorer le guidage axial de l'élément conducteur 108 dans l'électrode 104 et de réduire l'effort par doigt.
  • Dans le deuxième mode de réalisation, le ressort 120 est disposé à l'intérieur de la deuxième électrode 104 comme cela est particulièrement visible sur la figure 4A, ce qui permet de réduire l'excroissance vers l'extérieur de l'enceinte, formée par le mécanisme de MALT rapide par rapport au premier mode de réalisation. On peut éviter le passage du courant dans les spires du ressort en disposant une plaque isolante électrique de quelques millimètres à l'une de ses extrémités.

Claims (18)

  1. Ensemble de sectionneurs pour poste de distribution moyenne et haute tension sous enveloppe métallique comportant une première électrode (2, 102, 202), une deuxième électrode (4, 104, 204) et une troisième électrode de mise à la terre (6, 106, 206), disposées selon cet ordre le long d'un axe longitudinal (X), un élément mobile (8, 108, 208) apte à se déplacer selon ledit axe longitudinal (X), ledit élément mobile (8, 108, 208) comportant une première extrémité longitudinale destinée à mettre en contact la première (2, 102, 202) et la deuxième (4, 104, 204) électrode, une deuxième extrémité longitudinale destinée à venir en prise avec des moyens de déplacement axial
    caractérisé en ce que l'élément mobile (8, 108, 208) comporte une première partie (8.1, 114, 208.1) et une deuxième partie (8.2, 110, 208.2) électriquement conductrices, solidaires axialement dans un premier sens pour mettre à la terre la deuxième électrode (4, 104, 204) et aptes à se désolidariser axialement, la deuxième partie (8.2, 110, 208.2) étant apte à se déplacer dans un deuxième sens, tout en restant reliée électriquement à la première partie (8.1, 114, 208.1), pour permettre la fermeture du sectionneur de mise à la terre de la première électrode (2, 102, 202).
  2. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 1, dans lequel le déplacement de l'élément mobile (8, 108, 208) dans le premier sens est obtenu par activation des moyens de déplacement et le déplacement de la deuxième partie (8.2, 110, 208.2) de l'élément mobile dans le deuxième sens est obtenu par la libération d'un moyen élastique (28, 120, 228) comprimé lors du déplacement dans le premier sens.
  3. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 1 ou 2, comportant des moyens de solidarisation (20, 112, 220) des première et deuxième parties de l'élément mobile (8, 108, 208), l'annihilation de la solidarisation obtenue par les moyens de solidarisation (20, 112, 220) et la libération de la charge du moyen élastique (28, 120, 228) ainsi comprimé est obtenue automatiquement par un déplacement supplémentaire relatif dans le premier sens d'au moins une partie de l'élément mobile (8, 108, 208).
  4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la première partie (114) de l'élément mobile est en prise directe avec les moyens de déplacement et est partiellement en matériau électriquement conducteur venant en contact électrique avec la troisième électrode (106) pour mettre à la terre la première et la deuxième électrode (104).
  5. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 4, dans lequel la première partie (114) comporte une portion de plus grand diamètre (114.1) en matériau électriquement conducteur et une portion isolante de plus petit diamètre (114.2), le contact avec la troisième électrode (106) étant obtenue par contact entre la partie de plus grand diamètre (114.1) et la troisième électrode (106).
  6. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 5 en combinaison avec la revendication 2, dans lequel le moyen élastique (120) est monté en réaction entre une paroi radiale (104.6) de la deuxième électrode (104), et une extrémité axiale (108.1) de la deuxième partie (110) interposée entre ladite paroi radiale (104.6) de la deuxième électrode (104) et la première électrode (102), la deuxième électrode (104) comportant un tube radialement extérieur (104.1) et un tube radialement intérieur (104.5) reliés par ladite paroi radiale (104.6), le moyen élastique (120) étant disposé entre les deux tubes de manière concentrique.
  7. Ensemble de sectionneurs selon l'une des revendications 5 à 6 en combinaison avec la revendication 3, dans lequel les moyens de solidarisation (112) comportent un doigt (122) monté mobile radialement dans une cage solidaire du tube de la deuxième partie (110), la solidarisation entre la deuxième partie (110) et la première partie (114) étant obtenue par coopération d'une extrémité radialement intérieure (122.1) du doigt (122) avec une gorge (132) réalisée dans la face extérieure du tube de la première partie (114), ledit doigt étant élastiquement sollicité vers l'axe longitudinal (X) par un moyen élastique (126) monté radialement dans le tube extérieur (104.1) par l'intermédiaire d'un poussoir, et dans lequel le tube radialement extérieur (104.1) de la deuxième électrode (104) comporte sur une face intérieure une gorge (134), ladite gorge (134) permettant de solidariser la deuxième partie (110) à la cage de ressort par pénétration d'une extrémité radialement extérieure du doigt (122) dans ladite gorge (134) et par coopération de l'autre extrémité radialement intérieure (122.1) du doigt (122) avec la surface extérieure de la première partie (114) distincte de la gorge (134), le doigt étant sollicité radialement en éloignement de l'axe (X) par un moyen élastique monté dans la cage, la charge de ce deuxième moyen élastique étant inférieur à celle du premier moyen élastique.
  8. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 7, dans lequel la première partie (114) comporte à une extrémité (114.3) amont selon le premier sens, une pente orientée vers la première électrode (102), la libération de la charge du moyen élastique (120) s'effectuant par un glissement de l'extrémité radialement intérieure (122.1) du doigt (122) sur ladite pente, par un déplacement radial du doigt (122) vers l'intérieur et une sortie de l'extrémité radialement extérieure (122.2) du doigt (122) de gorge (134), la deuxième partie étant alors désolidarisée de la deuxième électrode (104).
  9. Ensemble de sectionneurs selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la première partie (8.1, 208.1) comporte une extrémité destinée à venir en contact électrique avec la première (2, 202) et la deuxième électrode (4, 204) et une deuxième extrémité longitudinale en prise avec les moyens de déplacement, et la deuxième partie (8.2, 208.2) comporte une première extrémité longitudinale destinée à venir en contact électrique avec la première (2, 202) et la deuxième électrode (4, 204), et dans lequel la première partie (8.1, 208.1) est radialement extérieure et entoure la deuxième partie (8.2, 208.2) radialement intérieure, la deuxième extrémité de la première partie (8.1, 208.1) étant en matériau électriquement isolant et ladite deuxième partie (8.2, 208.2) étant apte à être solidarisée axialement à la première partie (8.1, 208.1) par des moyens de solidarisation (20, 220), ladite deuxième partie (8.2, 208.2) comportant une extrémité électriquement conductrice du côté de la première électrode (2, 202) et une extrémité électriquement isolante du côté de la troisième électrode (6, 206).
  10. Ensemble de sectionneurs selon l'une des revendications 1 à 3 et 9 en combinaison avec la revendication 2, dans lequel le moyen élastique (228) est en matériau électriquement isolant et est disposé au moins en partie dans l'enveloppe étanche (201) en appui contre l'enveloppe étanche et le contact mobile (208).
  11. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 10 en combinaison avec la revendication 3, dans lequel les moyens de solidarisation sont disposés en dehors de l'enveloppe étanche (201) dans une enveloppe cylindrique (242) ouverte à une extrémité et bordant le passage central (206.1) de l'électrode de mise à la terre (206).
  12. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 11, dans lequel les moyens de solidarisation (220) comportent un doigt (230) mobile radialement et un moyen de rappel élastique (232) vers l'axe longitudinal (X), ledit doigt radial (230) étant rappelé élastiquement vers l'axe longitudinal (X), ledit doigt radial (230) étant monté sur la première partie (208.1) et la deuxième partie (208.2) radialement intérieure comportant un passage (235) radial pour recevoir le doigt radial (230), l'enveloppe cylindrique (242) étant munie d'un fond duquel fait saillie un doigt (226) central le long de l'axe longitudinal (X) apte à venir solliciter le doigt radial (230) par pénétration dans un alésage (236) pratiqué dans la deuxième partie (208.2) et dans lequel débouche ledit passage (235) pour le faire échapper dudit passage.
  13. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 9 en combinaison avec la revendication 3, dans lequel les moyens de solidarisation (20) comportent un doigt (30) mobile radialement et un moyen de rappel élastique (32) monté en réaction dans une cage (34) entre une extrémité de la cage (34) et le doigt radial (30), ledit doigt radial (30) étant rappelé élastiquement vers l'axe longitudinal (X), ledit doigt radial (30) étant monté sur la première partie (8.1) et la deuxième partie (8.2) radialement intérieure comportant un passage (35) radial pour recevoir le doigt radial (30), et dans lequel la troisième électrode (6) comporte à une extrémité aval selon la deuxième direction un fond (6.3) duquel fait saillie un doigt (26) central sur l'axe longitudinal apte à venir solliciter le doigt radial (30) par pénétration dans un alésage (36) pratiqué dans la deuxième partie (8.2) et dans lequel débouche ledit passage (35) pour le faire échapper dudit passage.
  14. Ensemble de sectionneurs selon l'une des revendications 9 et 13 dans lequel la troisième électrode (6) comporte des moyens de guidage axiaux (24) des première (8.1) et deuxième (8.2) parties de l'élément mobile, formant également un appui pour le moyen élastique (28), les moyens de guidage (24) comportant par exemple un tube solidaire du fond (6.3) et venant s'interposer radialement entre la première partie (8.1) et la deuxième partie (8.2) radialement intérieure, ledit tube comportant une lumière axiale (37) recevant le doigt radial (30).
  15. Ensemble de sectionneurs selon la revendication 12 ou 14, dans lequel la deuxième partie (8.2, 208.2) radialement intérieure comporte à une extrémité longitudinale (22.1, 222.1) en aval du passage selon le premier sens une pente orientée en éloignement du passage (35, 235) destinée à coopérer avec la pointe du doigt radial (30, 230) afin de permettre au doigt radial (30, 230) de coulisser radialement vers l'extérieur et de pénétrer dans le passage (35, 235) pour solidariser la première (8.1, 208.1) et la deuxième (8.2, 208.2) partie de l'élément conducteur.
  16. Ensemble de sectionneurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel la vitesse de déplacement de l'élément mobile dans le premier sens est comprise entre 0,02 m/s et 0,2 m/s.
  17. Poste moyenne et haute tension sous enveloppe métallique, comportant un ensemble de sectionneurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'enveloppe métallique est reliée à la terre et la troisième électrode (6, 106, 206) et reliée à l'enveloppe métallique, la première électrode (2, 102, 202) étant par exemple connectée à une ligne haute ou moyenne tension ou à un départ de câble, la deuxième électrode (4, 104, 204) étant connectée par exemple à un disjoncteur.
  18. Procédé de sectionnement et de mise à la terre d'un poste de moyenne et haute tension, ledit poste comportant une première électrode, une deuxième électrode et une troisième électrode de mise à la terre, disposées selon cet ordre le long d'un axe longitudinal, un élément mobile apte à se déplacer selon ledit axe longitudinal, ledit élément mobile comportant une première extrémité longitudinale destinée à mettre en contact la première et la deuxième électrode, une deuxième extrémité longitudinale destinée à venir en prise avec des moyens de déplacement axial, ledit procédé comportant les étapes de :
    a) déplacement de l'élément mobile dans un premier sens pour interrompre la connexion électrique entre la première et la deuxième électrode,
    b) déplacement de l'élément mobile d'une course supplémentaire dans le premier sens pour connecter électriquement la deuxième et la troisième électrode,
    c) déplacement d'au moins une partie de l'élément mobile d'une course encore supplémentaire dans le premier sens pour libérer au moins la deuxième partie de l'élément mobile et qu'elle se déplace dans le deuxième sens et qu'elle connecte électriquement la première et la troisième électrode.
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