FR2921524A1

FR2921524A1 - Tableau de distribution d'energie electrique a jeu de barres conductrices insensibles a l'environnement

Info

Publication number: FR2921524A1
Application number: FR0757710A
Authority: FR
Inventors: Bruno Colin; Daniel Piccoz
Original assignee: Areva T&D SAS
Current assignee: Schneider Electric Energy France SAS
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-03-27
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: FR2921524B1

Abstract

L'invention se rapporte à un tableau de distribution d'énergie électrique (1) comprenant au moins une cellule comportant une enceinte supérieure non-étanche (4) renfermant un dispositif électrique d'alimentation et un jeu de barres (5), l'enceinte supérieure non-étanche étant également équipée, pour au moins l'une des barres, d'une enveloppe (32) située autour de la barre et délimitant une cavité (34) fermée de façon étanche vers le haut et ouverte vers le bas, l'enveloppe (32) s'étendant vers le bas au-delà de la barre, sur toute la longueur de la barre.

Description

TABLEAU DE DISTRIBUTION D'ENERGIE ELECTRIQUE A JEU DE BARRES CONDUCTRICES INSENSIBLES A L'ENVIRONNEMENT DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de façon générale à un tableau de distribution d'énergie 10 électrique, de préférence du type à moyenne tension ou haute tension. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un tableau de distribution d'énergie électrique insensible à l'environnement, également 15 dénommé GIS (de l'anglais Gas Insulated Switchgear ), comprend généralement une enceinte étanche emplie d'un gaz par exemple du type air, azote ou SF6, cette enceinte enfermant un ou plusieurs dispositifs électriques d'alimentation et un jeu de 20 barres conductrices à travers lesquelles peut circuler le courant. Pour permettre un passage de courant entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte étanche sont aménagées, sur une ou plusieurs parois de cette dernière, des dispositifs de traversées de cloison. Ces 25 dispositifs sont réalisés en matériau isolant et comportent un conducteur électrique permettant d'assurer le passage du courant entre l'intérieur de l'enceinte étanche et l'extérieur dans l'air. Les points nus externes servent principalement aux5 raccordements électriques des câbles, ou encore des barres conductrices pour les postes extensibles. Les appareillages électriques externes sont généralement enfermés dans un caisson métallique étanche ou non-étanche. Ce caisson forme alors une enceinte située dans une majorité de cas au-dessous de l'enceinte étanche précitée. Avec une telle configuration, on peut s'apercevoir qu'en cas d'une montée d'eau, les barres conductrices, insensibles à l'environnement en raison de la nature étanche de l'enceinte supérieure, continuent avantageusement à assurer le fonctionnement du tableau. Cependant, un inconvénient découlant de cette configuration réside dans le coût de fabrication d'une telle enceinte étanche, de conception relativement complexe, habituellement basée sur la réalisation d'une cuve en tôles d'acier soudées. De plus, ce type d'enceinte étanche n'offre qu'une modularité très limitée, en ce sens qu'il peut s'avérer difficile d'effectuer certains arrangements souhaités d'appareils électriques, notamment en comparaison d'enceintes dites non-étanches, également dénommée AIS (de l'anglais Air Insulated Switchgear ), qui sont par nature plus modulables. Néanmoins, avec une enceinte supérieure de ce type, à savoir non-étanche, en cas d'une montée d'eau survenant par exemple suite à des inondations, les barres conductrices peuvent également se retrouver immergées, et donc être en court-circuit avec le dispositif adjacent ou par rapport à la masse du tableau. Dans un tel cas, c'est l'ensemble des appareillages électriques raccordés au jeu de barres de l'enceinte supérieure non-étanche qui subissent un défaut d'alimentation électrique. La continuité de service n'est alors plus assurée. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet un tableau de distribution d'énergie électrique comprenant au moins une cellule comportant une enceinte supérieure non-étanche renfermant un dispositif électrique d'alimentation et un jeu de barres comprenant une ou plusieurs barres conductrices. Selon l'invention, ladite enceinte supérieure non-étanche est également équipée, pour au moins une barre conductrice, d'une enveloppe située autour de ladite barre et délimitant une cavité fermée de façon étanche vers le haut et ouverte vers le bas, ladite enveloppe s'étendant vers le bas au-delà de ladite barre. Avantageusement, la solution proposée présente une conception simple et peu coûteuse, tout en étant capable de faire face aux immersions temporaires susceptibles d'être rencontrées par le tableau de distribution. De plus, elle repose sur une conception d'enceinte supérieure non-étanche, très avantageuse en terme de modularité offerte pour l'agencement des appareils électriques dans cette enceinte.

L'enveloppe peut, lors d'une montée des eaux au sein de l'enceinte supérieure non-étanche, remplir la fonction de cloche d'Archimède également dite cloche de plongée, et de ce fait être adaptée pour protéger la ou les barres conductrices associées à cette enveloppe. A cet égard, dans le cas d'un appareillage triphasé où le nombre de barres conductrices est trois, il est de préférence prévu que chaque barre conductrice soit équipée de sa propre enveloppe, indépendante des autres enveloppes, même si une solution autre pourrait être envisagée, sans sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, chaque enveloppe s'étend au moins sur toute la longueur de sa barre associée, qui est donc entièrement logée dans la cavité définie par cette enveloppe. Grâce à la fonction de cloche d'Archimède, la barre concernée peut alors effectivement rester sous tension même en cas de remplissage d'eau de l'enceinte supérieure, étant donné qu'on recherche à la confiner dans une bulle d'air enfermée dans la partie supérieure de la cavité étanche délimitée par l'enveloppe, cette bulle d'air étant maintenue par un équilibre de pression entre l'air et l'eau résidant dans cette même cavité. En d'autres termes, l'enveloppe est de préférence conçue et dimensionnée de sorte qu'en cas de remplissage de l'enceinte supérieure par une montée d'eau, la barre reste entièrement confinée dans une portion sèche de cette cavité.

Le fait que la barre de connexion électrique puisse rester sous tension en cas de montée des eaux procure l'avantage de pouvoir assurer une continuité de service, en ce sens que la fonction de transfert d'énergie électrique associée au jeu de barres de l'enceinte supérieure non-étanche peut être conservée. Les appareillages électriques agencés dans d'autres cellules du tableau de distribution et raccordés au jeu de barres de l'enceinte supérieure non-étanche peuvent donc continuer à être alimentés. De préférence, comme évoqué ci-dessus, ladite enveloppe est conçue de sorte qu'en cas de remplissage de l'enceinte supérieure par une montée d'eau, ladite barre conductrice reste confinée dans une portion sèche de ladite cavité, de préférence sur toute la longueur du tableau. De préférence, ladite enveloppe prend la forme d'une gouttière renversée. De plus, on prévoit préférentiellement que chaque barre conductrice du jeu de barres est équipée de sa propre enveloppe, le jeu étant constitué d'au moins une barre conductrice, et plus précisément constitué d'une seule barre pour le cas d'un appareillage monophasé, et constitué de trois barres conductrices pour le cas d'un appareillage triphasé. Enfin, on prévoit que le tableau comprend de plus une enceinte inférieure étanche ou non-étanche, pourvue d'un appareillage électrique, lesdites enceintes supérieure et inférieure étant séparées par un élément de cloison.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue partielle de côté d'une cellule appartenant à un tableau de distribution d'énergie électrique selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; - la figure 2 représente une vue de dessus du jeu de barres conductrices équipant le tableau de distribution d'énergie montré sur la figure 1, le tableau comprenant une pluralité de cellules, les enveloppes étant représentées en pointillés pour des raisons de clarté ; - la figure 3 représente une vue en perspective d'une enveloppe équipant une barre conductrice du jeu de barres montré sur la figure 2 ; - la figure 4 représente une vue partielle en perspective d'une barre conductrice équipée de son enveloppe protectrice ; et la figure 5 représente une vue partielle et agrandie de celle montrée sur la figure 1, l'enceinte supérieure ayant été remplie d'eau suite à des inondations. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence tout d'abord à la figure 1, on peut apercevoir une cellule d'un tableau de distribution d'énergie électrique 1, de moyenne ou de haute tension, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Ce tableau de distribution 1 est montré dans une position dans laquelle il repose sur un sol 2 représenté schématiquement, tel que cela est le cas lorsqu'il est sur site. Globalement, le tableau 1 comprend un assemblage de plusieurs cellules ayant une enceinte supérieure non-étanche 4 renfermant un dispositif électrique d'alimentation et un jeu de barres conductrices 5 à travers lesquelles peut circuler le courant, ainsi qu'une enceinte inférieure non-étanche 8 pourvue d'un appareillage électrique quelconque, tel qu'un appareillage de comptage.

Ces deux enceintes supérieure et inférieure 4, 8, de préférence du type AIS (de l'anglais Air Insulated Switchgear ), sont donc superposées selon une direction verticale représentée schématiquement par la flèche 12, cette direction verticale 12 étant bien entendu perpendiculaire au sol 2. Chacune des deux enceintes 4, 8 est délimitée par un compartiment 14, 16, qui peuvent donc avoir en commun un élément de cloison 18 séparant les enceintes 4 et 8, cet élément de cloison étant généralement horizontal, c'est-à-dire parallèle au sol 2 sur lequel le tableau 1 repose. Ainsi, dans cette configuration, l'élément de cloison 18 constitue un fond de l'enceinte supérieure non-étanche 4, ainsi qu'un plafond de l'enceinte inférieure non-étanche 8, comme cela apparaît clairement sur la figure 1. Néanmoins, il est noté que l'élément de cloison 18 est de préférence réalisé d'un seul tenant avec d'autres éléments de l'enceinte étanche 4. Il est noté que le tableau de distribution 1 selon l'invention peut naturellement comporter un nombre de cellules plus important, étant donné que le jeu de barres 5 susmentionné est habituellement relié à une pluralité d'appareillages électriques chacun agencé dans une cellule distincte formant enceinte. Par ailleurs, il est indiqué que ces autres cellules (non représentées) peuvent indifféremment être placées au-dessus, en dessous ou sensiblement au même niveau que le compartiment 14 formant l'enceinte non-étanche 4, toujours selon la direction verticale 12. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, l'appareillage électrique situé dans l'enceinte inférieure non-étanche 8 est par exemple un dispositif de comptage, comportant notamment des transformateurs de comptage raccordés électriquement à une pluralité de fusibles 22.

Pour assurer la connexion électrique entre l'enceinte supérieure non-étanche 4 et l'enceinte inférieure 8, l'élément de cloison 18 est équipé d'une pluralité de dispositifs de traversée de cloison (non visibles sur la figure 1), chacun orienté sensiblement verticalement et destiné à assurer la connexion électrique entre le jeu de barres 5 agencé dans l'enceinte supérieure 4, et l'extrémité supérieure de l'un des fusibles 22. Comme cela est le mieux visible sur la figure 2, le jeu de barres 5 est de préférence constitué de trois barres conductrices parallèles 5a, 5b, 5c, chacune dédiée à l'une des trois phases du courant. De façon connue, chaque barre peut être constituée de plusieurs sections jointives placées dans le prolongement les unes des autres, et assemblées entre-elles par exemple à l'aide de moyens de fixation mécanique conventionnels, comme des vis, chaque section étant délimitée entre deux éléments 19 directement consécutifs, dits plots de raccordement, portés par des ensembles 21, par exemple du type interrupteur- sectionneur. L'une des particularités du tableau 1 réside dans le fait que chaque barre conductrice est équipée d'une enveloppe 32 s'étendant le long de la barre qu'elle entoure. Plus précisément, cette enveloppe 32, disposant de préférence d'une forme de gouttière renversée ouverte vers le bas comme le montre le mieux la figure 3, délimite une cavité 34 fermée de façon étanche vers le haut et ouverte vers le bas, par l'intermédiaire d'une ouverture 36 orientée parallèlement au sol 2 et donc perpendiculairement à la direction verticale 12. Ainsi, l'enveloppe 32, de préférence réalisée en matériau électriquement isolant, s'étend au moins tout le long de sa barre associée en présentant une section transversale ouverte du type portion de cercle, fer à cheval ou similaire, tout en étant fermée à ses extrémités latérales par des bouchons étanches 32a. Sur la figure 4, on peut voir que la gouttière 32 peut être portée par sa barre associée 5a, à l'aide de moyens mécaniques conventionnels. Par exemple, un support 37 solidarisé à la barre conductrice 5a peut porter des boulons 39 en prise avec des pattes 41 réalisées d'une seul tenant avec la gouttière renversée 32, en étant en saillie vers le bas. A cet égard, il est noté que chaque gouttière 32 peut être réalisée d'une seule pièce, ou éventuellement avec des bouchons 32a rapportés fixement, par exemple par soudage, sans sortir du cadre de l'invention. Comme visible sur la figure 5, la gouttière 32 s'étend vers le bas au-delà de la barre 5a, c'est-à- dire que l'extrémité inférieure de la barre 5a se situe au-dessus de l'extrémité inférieure de la gouttière 32, comme schématisé par la cote 33. Cela permet de 15 protéger la barre 5a selon le principe de cloche d'Archimède en cas de montée d'eau dans l'enceinte 4, comme cela sera explicité ci-après. Il est noté qu'avec un tel agencement, lors d'une montée d'eau temporaire dans l'enceinte non- 20 étanche 4, survenant par exemple suite à des inondations, l'eau peut monter jusqu'à atteindre l'ouverture 36. Dans le cas où l'eau poursuivrait sa montée dans l'enceinte 4, c'est alors à partir de cet instant que l'enveloppe 32 commence à jouer son rôle de 25 cloche d'Archimède dite cloche de plongée, étant donné que de l'eau qui pénètre à l'intérieur de la cavité 34 enferme une bulle d'air dans la partie supérieure de cette même cavité à partie supérieure étanche. Au fur et à mesure que l'eau continue de 30 monter, toujours avec un plan d'eau parallèle au sol 2, un équilibrage de pression s'effectue progressivement 10 entre l'eau et l'air présents au sein de la cavité 34. L'enveloppe 32 est alors conçue de sorte qu'en cas de remplissage total de l'enceinte supérieure 4 par une montée d'eau, la barre 5a reste confinée dans une portion sèche supérieure 40 de la cavité, comme le montre la figure 5 sur laquelle on peut clairement voir que le niveau d'eau 42, matérialisant la jonction entre la portion sèche 40 et une partie remplie d'eau de la cavité, se situe en dessous de la barre 5a restant sèche. L'isolation électrique de cette barre 5a est par conséquent conservée, ce qui permet avantageusement d'assurer une continuité de service au niveau du jeu de barres de l'enceinte non-étanche 4, étant donné que les deux autres barres 5b, 5c bénéficient également d'une isolation électrique grâce à leurs gouttières respectives. Il est précisé à titre indicatif que l'équilibre de pression dans la cavité 34 peut être atteint avant même que l'eau n'ait totalement rempli l'enceinte 4, sans sortir du cadre de l'invention.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier au tableau de distribution d'énergie électrique 1 qui vient d'être décrit, uniquement à titre d'exemple non limitatif. A ce titre, on peut notamment indiquer que l'enceinte inférieure non-étanche peut être destinée à intégrer des appareillages électriques tels que des transformateurs, disjoncteurs, condensateurs, interrupteurs, contacteurs, sans sortir du cadre de la présente invention.30

Claims

REVENDICATIONS

1. Tableau de distribution d'énergie électrique (1) comprenant au moins une cellule comportant une enceinte supérieure non-étanche (4) renfermant un dispositif électrique d'alimentation et un jeu de barres (5) comprenant une ou plusieurs barres conductrices (5a, 5b, 5c), caractérisé en ce que ladite enceinte supérieure non-étanche (4) est également équipée, pour au moins une barre conductrice (5a, 5b, 5c), d'une enveloppe (32) située autour de ladite barre et délimitant une cavité (34) fermée de façon étanche vers le haut et ouverte vers le bas, ladite enveloppe (32) s'étendant vers le bas au-delà de ladite barre (5a, 5b, Sc) .

2. Tableau de distribution (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe (32) est conçue de sorte qu'en cas de remplissage de l'enceinte supérieure (4) par une montée d'eau, ladite barre conductrice (5a, 5b, 5c) reste confinée dans une portion sèche (40) de ladite cavité.

3. Tableau de distribution (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite enveloppe (32) prend la forme d'une gouttière renversée.

4. Tableau de distribution (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractériséen ce que chaque barre conductrice du jeu de barres (5a, 5b, 5c) est équipée de sa propre enveloppe (32).

5. Tableau de distribution (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit jeu de barres est constitué d'au moins une barre conductrice.

6. Tableau de distribution (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit jeu de barres est constitué d'une barre conductrice, ou de trois barres conductrices (5a, 5b, 5c).15