FR2462712A1 - Dispositif de mesure de tensions alternatives elevees dans des installations de distribution haute tension - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF COMPRENANT AU MOINS DEUX RESISTANCES OHMIQUES MONTEES EN SERIE ENTRE LE POTENTIEL HAUTE TENSION ET LA MASSE ET FORMANT UN DIVISEUR DE TENSION, LA RESISTANCE CONNECTEE A LA MASSE ETANT UTILISEE POUR LES MESURES. LA RESISTANCE 32 SITUEE DU COTE DE LA TENSION ELEVEE ETOU LA RESISTANCE 34 UTILISEE POUR LES MESURES CONSISTENT EN ELEMENTS SENSIBLEMENT IDENTIQUES FORMANT UN ASSEMBLAGE MODULAIRE, UN ELEMENT RESISTANT ETANT CONSTITUE D'UN CORPS ISOLANT FORMANT UN SUBSTRAT DU MATERIAU RESISTANT ET SUR LA SURFACE EXTERIEURE DUQUEL EST DEPOSE LE MATERIAU RESISTANT. APPLICATION EN PARTICULIER AUX INSTALLATIONS DE DISTRIBUTION HAUTE TENSION A BLINDAGE METALLIQUE ET A ISOLATION GAZEUSE PAR DU SF.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de mesure de tensions alternatives élevées à l'intérieur d'installations de distribution sous haute tension, en particulier à l'intérieur d'installations de ce type montées dans un blindage métallique avec isolation gazeuse par de l'hexafluorure de soufre SF6, installations comprenant au moins deux résistances ohmiques montées en série entre le potentiel de la haute tension et la masse et formant un diviseur de tension, la résistance connectée à la masse étant une résistance de précision destinée aux mesures.

Il est nécessaire de mesurer les tensions alternatives appliquées aux installations de distribution.

Un principe connu de mesure de tensions alternatives élevées dans des installations de distribution haute tension consiste à utiliser des transformateurs de potentiel inductifs ou aussi capacitifs. Il n'est possible de réaliser les transformateurs de potentiel capacitifs, dans lesquels les bobinages du primaire et du secondaire sont moules dans une résine pour garantir l'isolation électrique, que pour des tensions nominales pouvant atteindre approximativement 145 kV en restant dans les limites admissibles de rentabilité et de complications technologiques. L'importance du volume de résine de moulage devant être traité impose des limites pour les applications à des niveaux supérieurs de tension.

Les transformateurs capacitifs de potentiel pour installations de distribution blindées, dans lesquelles le condensateur voisin de la tension élevée, c'est-à-dire le condensateur situé au voisinage du potentiel haute tension, est d'un mode de réalisation classique à isolation par de l'huile et du papier à l'intérieur d'un tube isolant et logé dans une enveloppe métallique spéciale remplie de gaz isolant, ont des dimensions importantes et tendent conjointement avec la partie inductive du circuit à produire des oscillations de relaxation et une résonance ferromagnétique.

Les demandes de brevet DE-OS NO 23 25 441 et 23 25 438 décrivent des transformateurs capacitifs de potentiel dans lesquels le diélectrique du condensateur voisin de la tension supérieure est un gaz isolant. Dans ces transformateurs, le condensateur voisin de la tension supérieure est formé d'un montage concentrique d'un conducteur et d'une grille de protection et lorsqu'il s'agit d'installations de distribution blindées à isolation gazeuse par du SF6, ce gaz isolant se trouvant dans l'installation est utilisé en diélectrique.

Le condensateur voisin de la tension inférieure et utilisé pour les mesures, c'est-à-dire le condensateur se trouvant au voisinage du potentiel de la masse, est formé d'un condensateur placé à l'extérieur du blindage métallique ou d'un montage d'une électrode et d'un diélectrique solide situés à l'intérieur du blindage. Il faut tenir compte du fait que le rapport de division est fonction de la température lorsque le condensateur utilisé pour les mesures est à l'extérieur du blindage métallique, car le condensateur voisin de la tension supérieure et celui qui est voisin de la tension inférieure sont exposés en général à des températures différentes et les tenues aux températures de ces deux condensateurs peuvent être différentes.Lorsque le condensateur situé du côté de la tension inférieure est formé d'un montage comprenant une électrode située à l'intérieur du blindage métallique de l'installation de distribution dans laquelle le diélectrique est un solide, le rapport de division peut aussi être fonction de la température, car la constante diélectrique de l'isolant gazeux du condensateur recevant la tension supérieur et celle de l'isolant solide du condensateur situé du côté de la tension inférieure peuvent varier différemment en fonction de la température. Par ailleurs, un diviseur purement capacitif n'est pas capable par lui-même de décharger un conducteur haute tension coupé du circuit.

L'invention a pour objet un dispositif du type tel que spécifié qui non seulement a une tenue optimale aux températures, mais de plus a un faible encombrement. Ce dispositif est adaptable par ailleurs de manière simple et rentable à des niveaux différents de tension nominale. Selon une particularité essentielle de l'invention, la résistance voisine de la haute tension et/ou la résistance de précision utilisée pour les mesures sont formées d'un assemblage modulaire d'éléments résistants dont le mode de réalisation est sensiblement identique et un élément résistant est formé d'un corps isolant utilisé en substrat d'un matériau résistant et sur la surface extérieure duquel ce matériau est dépose.

La résistance ohmique voisine de la tension supérieure ou de la haute tension peut être formée d'éléments résistants sensiblement identiques de manière qu'un montage en série pouvant être réalisé de manière simple et formé de multiples résistances élémentaires constituant une résistance commune réceptionnant la tension supérieure puisse permettre d'adapter le diviseur ohmique de tension aux différents niveaux de tension nominale. Les différents éléments résistants étant d'un mode de réalisation identique, la résistance voisine de la haute tension peut être formée d'un assemblage modulaire de plusieurs pièces qui est adapté au niveau concerné et nécessaire de la tension nominale.

Les résistances peuvent avoir des dimensions identiques, comme mentionné précédemment ; il est cependant possible aussi naturellement de conférer aux différents éléments résistants des dimensions différentes ; il est possible alors d'effectuer l'adaptation -aux niveaux correspondants de tension nominale en montant les différents éléments résistants sélectionnés en conséquence dans un blindage métallique qui est le même pour de nombreux niveaux de tension nominale.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, un corps isolant formant le substrat du matériau résistant est utilisé pour former un élément résistant. La mise en oeuvre du corps isolant favorise la résistance mécanique des différents éléments résistants.

Le corps isolant peut avantageusement avoir une forme discoide, le matériau résistant pouvant être déposé sur chacune des surfaces du disque. Le corps isolant individuel peut avoir une épaisseur constante en direction radiale; mais il peut aussi être en forme de disque dont l'épaisseur diminue vers l'extérieur. Le corps isolant en forme de disque, dont l'épaisseur est sensiblement constante au voisinage de son axe de symétrie, peut comporter une surépaisseur en saillie au moins sur un côté et servant d'entretoisement de deux corps isolants voisins ; la surépaisseur peut aussi être prévue à la périphérie et dans ce dernier cas, elle peut comporter des fentes orientées approximativement suivant des rayons.La forme de disque est adoptée parce qu'elle est celle qui est le mieux adaptée aux efforts diélectriques à l'intérieur du corps isolant et dans le circuit des gaz entre deux corps isolants voisins.

Il est possible d'établir le contact entre les corps isolants en conférant à chacun de ceux-ci de chaque côté au moins une surface transversale par rapport à l'axe, les surfaces en regard entrant en contact lorsque deux corps isolants 'sont juxtaposés, un contact galvanique des différentes résistances se produisant au lieu de contact. Cette disposition est avantageuse lorsque le contact des deux corps isolants a lieu au centre ou à la périphérie. Ce contact électrique entre deux éléments résistants voisins peut être produit dans ce cas sans qu'il soit nécessaire de prendre des mesures supplémentaires particulières.

Il est aUssi possible de relier deux éléments résistants en disposant entre eux un manchon métallique qui, d'une part, forme une entretoise entre ces deux éléments et, d'autre part, en assure la liaison ou le contact électrique.

Il est préférable que le matériau isolant soit déposé. sur les surfaces latérales du corps-isolant de manière à réduire l'encombrement. Ce matériau isolant peut être déposé en spirale, en rayons ou en créneaux sur les surfaces latérales du corps isolant ; ce matériau isolant est avantageusément déposé sur les deux surfaces latérales du corps isolant de manière que les pistes formées par cette matière sur une surface soient parallèles et éventuellement de sens inverse à celles de l'autre surface. Cette disposition crée une faible induction, car le sens du courant circulant d'un côté du corps isolant est l'inverse de celui qui circule de l'autre côté, de sorte que le champ magnétique global s'annule partiellement. Il est possible de favoriser encore ce facteur en disposant les pistes du matériau résistant sur un côté du substrat de manière que le courant y circule en sens inverses.Il est aussi possible de déposer le matériau résistant sur le corps isolant en pistes individuelles dont certaines au moins sont connectées en parallèle.

Le matériau isolant utilisé peut avantageusement consister en un élément dit cordeau ; un cordeau de ce type est formé d'un fil enroulé sur un câble formé de fils de matière isolante et il est disponible dans le commerce. Ce cordeau résistant peut être collé sur une surface latérale du corps isolant ou peut être placé dans des rainures réalisées dans les surfaces latérales de chaque corps isolant et y être fixé éventuellement à l'aide d'une résine coulée.

Selon un mode de réalisation avantageux, le matériau résistant utilisé consiste en une pâte pour résistance dite en pellicule épaisse et forméed'une matière résistante finement distribuée, de particules de verre, de substrats organiques et d'additifs ; la pâte est séchée après dépôt à environ 1300C, puis cuite à 8500C. Ainsi, la matière résistante et le verre sont mis sous forme d'un ruban dur par frittage. Il est aussi possible d'utiliser non pas une pâte pour résistance en pellicule épaisse, mais un alliage métallique déposé en phase vapeur sur le corps isolant et formant le matériau résistant.

Lorsque le dispositif selon l'invention est utilisé dans une installation sous haute tension à isolation gazeuse par du SF6, la résistance se trouvant au potentiel haute tension et la résistance utilisée pour les mesures et connectée à la masse peuvent être disposées à l'intérieur du blindage métallique. Le rapport de division utilisé dans ce cas est pratiquement indépendant de la température, car la résistance connectée à la tension supérieure et celle qui est utilisée pour les mesures sont exposées aux mêmes températures à l'intérieur du blindage. Pour cette raison, l'autre possibilité consistant à placer la résistance utilisée pour les mesures à l'extérieur du blindage métallique n'est pas tout à fait aussi optimale ; mais dans certaines hypothèses, cette disposition peut être plus avantageuse parce qu'elle facilite le montage.

Des éléments capacitifs de commande, pouvant avoir la forme de plaques et comportant à la périphérie des anneaux de blindage en forme de tores, sont montés entre les corps isolants afin de commander capacitivement les différents éléments résistants après assemblage. Ces éléments de commande capacitifs peuvent aussi avoir la forme de culasses ; dans ce cas, les anneaux de blindage en forme de tores sont fixés sur le bord libre. Le blindage capacitif est nécessaire pour la raison suivante : il est possible que des crêtes relativement élevées de tension de branchement apparaissant lors de certains processus de commutation risquent de provoquer une décharge disruptive entre les éléments résistants connectés à la tension supérieure et le blindage métallique. Les éléments capacitifs de commande peuvent réduire cette tendance.De plus, ces éléments empêchent aussi la circulation possible de courants capacitifs de fuite.

Le diviseur- de tension ohmique selon l'invention, se composant d'au moins un élément résistant connecté à la haute tension et d'un autre élément résistant connecté au potentiel de la masse et utilisé en résistance de mesure, apporte une solution différente aux transformateurs * potentiel connus capacitifs et inductifs ou aux dispositifs de mesure de tension, cette solution nouvelle offrant tout une série d'avantages dont celui qui est essentiel est que la subdivision de la résistance connectée au potentiel haute tension en éléments résistants individuels montés en série suivant le principe de l'assemblage modulaire permet d'adapter le dispositif de mesure de manière simple et très avantageuse aux différents niveaux de tension nominale en apportant les avantages de rentabilité, en particulier pour les tensions nominales élevées, par rapport aux transformateurs connus de potentiel inductifs ou capacitifs.

L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels
- la figure 1 est un schéma équivalent d'un mode de réalisation selon l'invention dans lequel la résistance de précision utilisée pour les mesures est disposée à l'intérieur du blindage ;
- la figure 2 est un schéma équivalent analogue à celui de la figure 1, mais dans lequel la résistance de précision utilisée pour les mesures est disposée à l'intérieur du blindage
- la figure 3 est une coupe axiale d'un dispositif conforme à l'invention t
- la figure 4 est une coupe axiale d'une variante de réalisation du dispositif de l'invention ;
- les figures 5 à 11 représentent différents modes de réalisation du corps formant le substrat ; et
- les figures 12 à 18 illustrent divers modes de dépôt du matériau résistant sur le substrat.

Les figures 1 et 2 sont des schémas équivalents du montage selon l'invention. La figure 1 représente un blindage métallique 10 connecté à la masse et dont l'extrémité droite s'achevant en une bride 12 est obturée par un couvercle 14. Un conducteur de phase 16, qui est disposé à l'intérieur du blindage et qui est au potentiel haute tension, est connecté à une première résistance 18 ainsi qu'à une seconde résistance 20 qui est électriquement en série avec la précédente, la résistance 18 étant désignée : résistance voisine de, ou connectée à, la tension supérieure et la résistance 20 étant désignée : résistance de précision utilisée pour les mesures ; l'expression "résistance connectée à la tension supérieure" signifie que l'une des bornes de cette résistance est au potentiel haute tension du conducteur de phase. La borne de la résistance de précision 20 qui n'est pas reliée à la résistance 18 est connectée au couvercle 14 qui est au potentiel de la masse. Un conducteur de mesure 22 connecté entre les résistances 18 et 20 permet de déceler la tension par rapport à la masse aux bornes de la résistance de précision 20, cette tension étant une reproduction de celle qui doit être mesurée entre le conducteur de phase 16 et le potentiel de la masse ; cette tension est branchée sur un dispositif d'amplification électronique qui n'est pas décrit et qui est d'un type bien connu en technique, ce dispositif amplifiant le signal de mesure prélevé sur la résistance de précision 20 de manière que la puissance d'entrée nécessaire soit disponible pour l'appareil de mesure ou pour le dispositif de protection 26.

Il est bien entendu que la résistance de précision 20 peut aussi consister en plusieurs éléments résistants. Le conducteur 22 utilisé pour les mesures passe dans un trou 30 du couvercle 14 en étant isolé de ce dernier.

Les résistances 18 et 20 sont branchées de manière à constituer un diviseur de tension, la résistance de précision 20 se trouvant à l'intérieur du blindage 10. Cette disposition a l'avantage que cette résistance 20 est pratiquement à la même température que la résistance 18 connectée à la tension supérieure, de sorte que le rapport de division qui est déterminé par les deux résistances est pratiquement indépendant de la température.

La figure 2 est le schéma équivalent d'une variante de réalisation. Le blindage porte également la référence 10, le couvercle, la référence 14, le conducteur de phase, la référence 16, la résistance connectée à la tension supérieure, la référence 18 et la résistance de précision, la référence 20. La résistance connectée à la tension supérieure est à l'intérieur du blindage 10, tandis que la résistance de précision 20 destinée aux mesures se trouve à l'extérieur de ce blindage. Une des entrées du dispositif amplificateur électronique 24 est connectée entre la résistance de précision 20 et la résistance 18 connectée à la tension supérieure et son autre entrée est connectée à la masse.Le montage de la figure 2 est plus simple à réaliser dans certains cas, mais a l'inconvénient que la résistance 18 connectée à la tension supérieure peut être à une autre température que celle de la résistance de précision 20 et, en conséquence, que les mesures peuvent être faussées.

La figure 3 représente un premier mode de réalisation concret d'un dispositif selon l'invention. Cette figure représente le blindage 10 ainsi que le couvercle 14 et la bride 12. Elle représente également le conducteur de phase 16. La résistance 18 connectée à la tension supérieure consiste en plusieurs éléments résistants 32 qui sont identiques et montés en série et dont la structure concrète sera décrite par la suite. Ces éléments résistants sont traversés par un trou 36 de la même manière que la résistance de précision constituée d'un élément résistant 34 ; après juxtaposition des différents éléments résistants 32 et 34, une barre isolante 38 est introduite dans le trou 36 de chacun de ces éléments ; cette barre en forme de tige filetée comprend un filetage 40 à une extrémité et une tête à six pans 42 à l'autre extrémité.Le conducteur de phase 16 comporte un trou borgne taraudé 44 dans lequel est vissé le filetage 40 de la barre isolante 38 de manière que les différents éléments résistants 32 soient serrés les uns contre les autres et contre le conducteur 16. Des éléments capacitifs de commande 46 et 48 en forme de culasse, tels que représentés sur la figure 3, sont serrés entre les différents éléments résistants (la figure 3 ne représente que les éléments de commande serrés entre les trois éléments résistants situés à gauche).L'élément de commande 46 comprend un fond 52 et l'élément de commande 48 comprend un fond 54, ces fonds étant transversaux par rapport à l'axe de symétrie longitudinal du dispositif et étant serrés entre les éléments résistants 32 ; ces éléments de commande comprennent l'un, un bord cylindrique 56 et, l'autre, un bord cylindrique 58, chacun de ces bords étant perpendiculaire au fond et comportant sur le bord libre un anneau toroldal de blindage 60, 62 qui est venu de moulage ou qui est fixé.

Ces éléments capacitifs de commande évitent pratiquement la distorsion du champ électrique qui peut être produite sous l'effet des efforts transitoires de tension par suite des capacités parasites agissant entre les éléments résistants 32 et l'enveloppe de blindage 10 qui est à la masse ou entre les éléments résistants 32 eux-mêmes, de sorte que la distribution de tension sur les différents éléments résistants est sensiblement la même lors des à-coups de tension de commutation ou des à-coups de tension dus aux éclairs (qui sont à fréquences élevées) qu'à la fréquence nominale en évitant ainsi les efforts diélectriques locaux exagérés. Par ailleurs, lorsque les éléments capacitifs de commande sont dimensionnés de manière optimale, le rapport de division est pratiquement indépendant de la fréquence, dans une certaine plage de cette dernière.Dans la représentation de la figure 3, les éléments résistants 32 ont une forme approximativement discolde.

L'élément résistant 34 de la figure 3 est avantageusement une résistance de précision destinée aux mesures. La structure comparable de la résistance de précision et des éléments résistants 32 connectés à la tension supérieure garantit que la résistance 34 utilisée pour les mesures est exposée aux mêmes conditions thermiques que ces éléments résistants situés du côté de la tension supérieure, de sorte que le rapport de division est pratiquement indépendant de la température. Les connexions du câble de mesure à la résistance de précision 34 ne sont pas représentées sur la figure 3.

La figure 4 représente une variante de réalisation de l'invention dans laquelle les différents éléments résistants ne sont pas en forme de disque,- mais en forme de plaquettes qui seront décrites plus en détail par la suite. Cette figure représente également le blindage 10, le couvercle 14, le conducteur de phase 16 et les différents éléments résistants 32 et 34. Les mêmes références sont adoptées afin de bien mettre en évidence que le mode d'exécution, c 'est-à-dire la structure de principe du dispositif selon l'invention que représente la figure 4 est le meme que celui de la figure 3.La résistance de précision 34, qui est représentée en coupe transversale, comporte également le trou ou passage 36 et le dessin représente également la barre isolante 38 qui, toutefois, ne comporte pas une tête à six pans 32, mais à sa place un filetage 64 sur lequel est vissé un écrou 66, une rondelle 68 de matière isolante étant interposé entre l'écrou 66 et l'élément résistant 36. Les éléments capacitifs de commande ne sont pas en forme de culasse comme dans le mode de réalisation de la figure 3, mais en forme de plaques portant la référence 70 ; les anneaux de blindage sont disposés à la circonférence, c'est-à-dire à la périphérie des éléments de commande en plaques.

Il est bien entendu que les éléments de commande en plaques 70 de la figure 4 peuvent aussi être combinés avec les éléments résistants discoïdes 32 de la figure 3. De même, le mode de réalisation des éléments capacitifs de commande 52 et 56 ainsi que 54 et 58 de la figure 3 peut aussi être -combiné avec les éléments résistants discordes 32 et 34 que représente la figure 4.

Le conducteur de mesure 32 est connecté entre l'élément résistant 32 situé à droite et la résistance de précision 34 et ressort par le trou ou passage 36 et par le trou 30 ; le circuit amplificateur 24 n'est pas représenté.

Tous les éléments résistants, c'est-à-dire les résistances élémentaires qui forment la résistance connectée à la tension supérieure ainsi que l'élément qui constitue la résistance de précision sont en matériau isolant et sont formés de corps en forme de plaques ou de disques de résine de moulage ou de céramique sur lesquels le matériau résistant est déposé de manière qui sera décrite par la suite. La figure 5 représente un premier mode de réalisation d'un corps de ce type formant un substrat qui est en forme de plaque et comprend une partie extérieure 100 et une partie intérieure 102 dont l'épaisseur est supérieure à celle de la précédente.

La partie 100 de la plaque comporte des rainures 104 formant par exemple une spirale orientée de l'intérieur vers l'extérieur et pouvant être destinée à loger la matière résistante. La partie 102 la plus épaisse doit être prévue afin de permettre de ménager un intervalle D entre les parties 100 de deux substrats juxtaposés, cet intervalle étant nécessaire afin d'éviter les décharges disruptives entre les substrats voisins supportant la matière résistante.

Les deux surfaces frontales 106 et 108 de chaque corps sont enduites de matière établissant un contact et permettant d'obtenir la conduction électrique entre les éléments résistants.

La figure 6 représente la forme discorde du corps en plaque ; l'épaisseur du disque diminue radialement de l'intérieur vers l'extérieur ; les deux surfaces extrêmes 111 et 112 de la partie épaisse 114 sont également enduites de matière de contact.

La section transversale de la plaque du mode de réalisation de la figure 6 est avantageusement adaptée aux efforts diélectriques se produisant, d'une part, dans le corps isolant lui-même et, d'autre part, dans le circuit des gaz entre deux corps isolants voisins suppor-tant le matériau résistant. Par ailleurs, l'élargissement de l'intervalle rempli de gaz radialement vers l'extérieur entre deux corps isolants voisins favorise l'évacuation de la chaleur produite par les pertes dans le matériau résistant.

La figure 7 représente une autre variante de réalisation. Dans cette dernière, les différents corps formant des substrats et- portant les références 120 et 122 sont en forme de roue comprenant une partie intérieure 124 en forme de plaque et une partie circonférentielle extérieure 126 qui est plus épaisse. Les surfaces frontales 128 et 130 de la partie extérieure de chaque substrat 120 ou 122 sont en contact ; le courant passe du conducteur de phase 16 par une pièce métallique intercalaire 17 vers la surface 130 du substrat 120 et, de ce dernier, dans le matériau résistant situé d'un côté et relié par le trou central au matériau résistant déposé de l'autre côté.

Un espace interne libre 134, dans lequel la chaleur éventuellement dégagée peut s'accumuler, étant formé entre deux substrats dans le mode de réalisation de la figure 7, les parties extérieures 126 doivent comporter des canaux 136 par lesquels l'air chaud produit intérieurement peut s'écouler vers l'extérieur. La figure 8 représente un mode de réalisation de ce type ; cette figure représente au total sept rainures 136 au-dessus de l'axe de symétrie horizontal.

Il est bien entendu possible aussi de disposer les parties épaisses 126 de la manière représentée sur la figure 9 ; il suffit dans ce cas de trois surépaisseurs 138, 140 et 142 disposées en étoile autour de l'axe de symétrie.

La figure 10 représente un mode de réalisation dans lequel la partie ou région la plus épaisse n'est pas réalisée comme dans le mode de réalisation de la figure 5, cette surépaisseur étant en saillie uniquement sur une surface latérale. Cette surépaisseur, qui porte la référence 144, est venue de moulage avec un substrat en plaque 146. Le trou central porte également la référence 36 afin d'indiquer qu'il correspond au trou 36 de l'élément résistant 34 de la figure 4.

Une surépaisseur analogue réalisée sur un côté, c'est-à-dire en saillie dans un sens, peut aussi être prévue dans les dispositions des figures 6 à 9.

La figure 11 représente un mode de réalisation encore plus simple de deux substrats juxtaposés 150 et 152.

Ces deux substrats ont la forme de plaques ayant une épaisseur constante et maintenues à distance par un manchon d'entretoisement 154 en matériau conducteur de l'électricité. Les éléments de surface situés autour du trou central 36 sont enduits des deux côtés des substrats 150 et 152 de matériau conducteur de l'électricité, le manchon d'entretoisement étant appliqué contre ces couches conductrices.

Les modes de réalisation des substrats des figures 6 à 11 ont en commun que leur juxtaposition sur une barre isolante 38 selon les figures 3 et 4 permet d'établir une liaison électrique réalisée très simplement par les surfaces de contact formées d'une enduction de matière conductrice de l'électricité avec les éléments capacitifs de commande 52 et 56 ainsi que 54 et 58 de la figure 3 ou avec les éléments de commande 70 de la figure 4.

L'utilisation de manchons d'entretoisement 154 de longueurs différentes permet de faire varier la distance et donc la capacité entre les deux substrats 150 et 152. Il est possible d'obtenir ainsi, comme avec les éléments de commande 46 et 48 de la figure 3 ou avec les éléments de commande 70 de la figure 4, une commande capacitive le long de l'empilement de substrats destinée à former la résistance connectée à la tension supérieure et la résistance extérieure en réglant sélectivement la distance séparant les substrats au moyen de manchons d'entretoisement ayant des longueurs différentes ou au moyen de plusieurs manchons d'entretoisement ayant la même longueur et placés entre les substrats.

Cette méthode de commande capacitive n'est pas limitée aux substrats de la figure 11. Elle est aussi applicable lorsque les substrats utilisés sont ceux des figures 5 à 10
Les figures précédentes représentent différents modes d'exécution du substrat. La disposition du matériau résistant est représentée sur les figures 12 à 18.

Dans l'élément résistant de la figure 12, le matériau résistant est déposé en spirale orientée vers l'extérieur et partant des surfaces de contact intérieures 112, 110 ou 108 et 106 enduites de matière conductrice de l'électricité. Il est aussi possible de déposer le matériau résistant en créneaux radiaux (voir figure 13) ou en rayons (voir figures 14 à 16). Sur la figure 14, le matériau résistant 164 est déposé en zigzag à partir du centre de manière qu'il forme au total six rayons. Sur la figure 16, le matériau résistant 166 est disposé à la manière de rayons d'une roue et, sur la figure 15, il est disposé en créneaux radiaux de la même manière que sur la figure 13. Sur la figure 15, le matériau résistant porte la référence 168.

Un autre mode de dépôt du matériau résistant est représenté sur les figures 17 et 18. Sur la figure 17, le matériau résistant est déposé en créneaux disposés en spirale. La figure 18 représente un matériau résistant 181 qui peut être déposé sur le substrat partiellement sous forme de rayons radiaux et partiellement en cercles, ce matériau résistant formant ainsi partiellement un montage électrique en parallèle.

Le matériau résistant utilisé peut consister en un fil formé d'un cordeau autour duquel est enroulé un fil mince, ce genre de cordeau résistant se trouvant dans le commerce. Le cordeau résistant peut être collé sur la surface extérieure 10 du substrat ou peut être placé dans les rainures 104 et éventuellement être enrobé de résine coulée.

Il est possible aussi d'utiliserJ au lieu d'un cordeau, une pate pour résistance dite en pellicule épaisse qui se trouve aussi dans le commerce. La définition de la pâte pour résistance est une matière se composant diun matériau résistant finement distribué, de particules de verre, de substrats organiques et d'additifs. La pâte est séchée après dépôt sur le substrat à environ 1300C, puis subit la cuisson à environ 8500C, le matériau résistant et le verre étant alors transformés en un ruban dur formé par frittage. Une autre possibilité de dépôt du matériau résistant sur le substrat consiste à déposer en phase vapeur un alliage métallique sur le corps isolant ou substrat ; ces procédés de dépôt en phase vapeur sur des céramiques sont connus en soi.

Lorsqu'une pâte pour résistance en pellicule épaisse est utilisée, il est possible de déposer également des éléments capacitifs sur le substrat et d'obtenir ainsi une commande capacitive de la manière décrite plus haut.

Les pistes de résistance peuvent être déposées sur les différents substrats de manière à former un "montage en série" (voir figures 12, 13, 15 et 17). Il est aussi possible de monter les différents fils de résistance en parallèle (figures 14, 16 et 18) , dans ce cas, ces fils vont d'un côté du substrat du centre vers l'extérieur, puis retournent du bord extérieur vers l'intérieur sur l'autre surface ou surface latérale du substrat. L'avantage essentiel d'un montage à pistes de résistance montées en parallèle sur un montage à pistes montées en série réside dans le fait qu'en cas de défaillance d'une piste, par exemple par rupture, les pistes montées en parallèle sur celle-ci permettent néanmoins la mesure de la tension. Cette redondance améliore considérablement la disponibilité du dispositif de mesure. En cas de défaillance de l'une de plusieurs pistes branchées en série, le dispositif de mesure est inutilisable. Il est possible d'élever le nombre des pistes de résistance montées en parallèle, par exemple en ajoutant à celles disposées selon les figures 14 ou 16 des pistes circulaires analogues à celles de la figure 18.

On tente en principe à disposer les pistes de résistance d'un côté de manière qu'elles forment des circuits en parallèle afin que le courant circule dans un sens sur une piste et en sens inverse sur la- piste voisine. Il est possible d'obtenir ce résultat de manière optimale avec les pistes en créneaux des figures 13, 15 et en particulier 17.

Lorsque les pistes de résistance sont déposées sur les deux côtés du substrat, elles sont disposées sur un côté en parallèle et, de l'autre côté, en sens inverse. Ces deux précautions permettent de maintenir à une très faible valeur l'inductance du dispositif. Il s'agit précisément de l'avantage apporté par la disposition en créneaux des figures 13, 15 et 17 sur la disposition en pistes juxtaposées d'un côté du substrat. Les fréquences des tensions mesurées peuvent être d'autant plus élevées que l'inductance est basse.

Il est important de placer le matériau résistant sur les différentes plaques ou éléments de substrat en le déposant sur les différents corps à la densité ou de la manière voulue pour obtenir une résistance d'une valeur déterminée. La subdivision de la résistance connectée à la tension supérieure en éléments individuels pouvant être identiques et avoir aussi la même résistance permet d'obtenir de manière simple une résistance ayant la valeur voulue ou une valeur quelconque par branchement de plusieurs éléments les uns à la suite des autres selon la valeur devant être obtenue. Le diviseur de tension qui peut alors être utilisé pour la mesure est ainsi constitué de différents éléments résistants disposés suivant un assemblage modulair-e. Les éléments résistants montés les uns à la suite des autres ne doivent toutefois pas avoir nécessairement le même diamètre comme dans les modes de réalisation représentés sur les figures 3 à 12. Une possibilité permettant d'obtenir différentes valeurs de résistance avec un nombre constant d'éléments consiste à échelonner les diamètres des éléments ou à monter des éléments résistants de même diamètre en quantités différentes. Toutefois, dans ce cas, l'avantage de la structure modulaire est plus ou moins perdu.

Claims (31)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure de tensions alternatives élevées dans des installations de distribution à haute tension, en particulier dans des installations de distribution à haute tension comportant un blindage métallique et une isolation gazeuse au SF6, dispositif comprenant au moins deux résistances ohmiques montées en série entre le potentiel haute tension et la masse et formant un diviseur ohmique de tension, la résistance qui est connectée à la masse étant utilisée en résistance de mesure, dispositif caractérisé en ce que la résistance (18) située du côté de la haute tension et/ou la résistance de mesure (20) consistent en éléments (32, 34) conformés de manière sensiblement identique et s'assemblant de façon à former un montage modulaire, un élément résistant étant constitué d'un corps isolant formant le substrat du matériau résistant et sur la surface extérieure duquel ce matériau résistant est déposé.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps isolant (par exemple 120, 122) est en forme de plaque sur au moins une surface de laquelle le matériau résistant est déposé.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps isolant en plaque a une épaisseur sensiblement constante et comporte au voisinage de son axe de symétrie une surépaisseur (102, 144) en saillie sur au moins un côté et destinée à former un élément d'entretoisement de deux corps isolants voisins.

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps isolant, dont l'épaisseur est approximativement constante, comporte à sa périphérie une surépaisseur (126) en saillie sur au moins un côté, cette surépaisseur comportant des rainures (136) orientées au moins approximativement radialement afin de permettre le refroidissement (une circulation d'air) entre deux corps isolants voisins.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque corps isolant (32, 34) se rétrécit vers l'extérieur.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps isolant comporte, au voisinage de son axe de symétrie, une surépaisseur en saillie sur au moins un côté et destinée à former un élément d'entretoisement de deux corps isolants voisins.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque corps isolant comprend de chaque côté au moins une surface transversale par rapport à son axe et les surfaces en regard sont en contact après juxtaposition de deux corps isolants, un contact galvanique des différents éléments résistants se produisant en un lieu de contact.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite surface (106, 108) transversale à l'axe est concentrique à l'axe de symétrie du corps isolant au voisinage de cet axe.

9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite surface (128, 130) transversale à l'axe se trpuve à la périphérie de chaque corps isolant.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 3 et 5 à 8, caractérisé en ce qu'au moins un manchon métallique (154) destiné à établir la connexion électrique des pistes de résistance des deux corps isolants maintient deux corps voisins (150, 152) à distance l'un de l'autre.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque corps isolant consiste en un moulage de résine.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque corps isolant est en céramique.

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau résistant est déposé sur les deux surfaces latérales du corps isolant de manière que les pistes situées sur l'une des surfaces latérales soient parallèles à celles qui sont déposées sur l'autre surface.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les pistes de matière déposées sur une surface latérale sont orientées en sens inverse à celui des pistes déposées sur l'autre surface.

15. Dispositif selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que les pistes de résistance (160, 181) sont juxtaposées et parallèles sur une surface latérale du substrat de manière que le courant y circule en sens inverses.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pistes de résistance sont déposées sur le substrat de manière qu'au moins certaines soient aussi connectées électriquement en parallèle.

17. Dispositif selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que le matériau résistant est déposé en spirale (160) sur les surfaces latérales du corps isolant.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13, 14 et 16, caractérisé en ce que le matériau résistant est déposé en rayons (164) des deux côtés sur les surfaces latérales du corps isolant de manière que les pistes formées par cette matière sur une surface latérale soient approximativement parallèles à celles situées sur l'autre surface latérale.

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le matériau résistant est déposé en créneaux (168) sur chaque surface latérale du corps isolant.

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le matériau résistant est déposé en créneaux orientés radialement et/ou en spirale.

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau résistant consiste en un fil de résistance collé sur les surfaces latérales de chaque corps isolant.

22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le matériau résistant constitué d'un fil de résistance est déposé dans des rainures (104) réalisées sur les surfaces latérales de chaque corps isolant et dans lesquelles il est éventuellement fixé au moyen de résine coulée.

23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le matériau résistant consiste en une pâte pour résistance en pellicule épaisse.

24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le matériau résistant consiste en un alliage métallique déposé en phase vapeur sur le corps isolant.

25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, utilisé dans les installations haute tension à blindage métallique et à isolation gazeuse par du

SF6, caractérisé en ce que la résistance se trouvant sous le potentiel haute tension ainsi que la résistance de précision utilisée pour les mesures et connectée à la masse se trouvent à l'intérieur du blindage métallique (10).

26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que la résistance de précision utilisée pour les mesures se trouve à l'extérieur du blindage métallique (10).

27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque corps isolant est traversé par un trou central (36) dans lequel passe une barre (38) de matière isolante en forme de tige dont une extrémité filetée est vissée dans un trou taraudé de la surface extrême du conducteur dont la tension alternative doit être mesurée, cette barre étant destinée à serrer les corps isolants les uns contre les autres et contre la surface extrême de ce conducteur.

28. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des éléments capacitifs de commande (46, 48, 70) sont placés entre les différents corps isolants.

29. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 28, caractérisé en ce que les éléments capacitifs de commande (70) sont en forme de plaque et comportent à leur périphérie un anneau de blindage en forme de tore.

30. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 28, caractérisé en ce que les éléments capacitifs de commande (46, 48) sont en forme de culasses sur le bord libre desquels sont fixés des anneaux de blindage (60, 62) en forme de tores.

31. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 28, caractérisé en ce que les éléments de commande capacitifs sont déposés sur les corps isolants sous la forme d'une pâte pour résistance en pellicule épaisse.