FR2951860A1 - Dispositif et procede de recuperation du gaz d'isolation contenu dans un disjoncteur a haute ou moyenne tension - Google Patents

Abstract

Dispositif de récupération de gaz (10) pour extraire le gaz contenu dans une enceinte en vue d'un stockage sous forme liquide, comprenant un groupe de récupération (18) intégrant un compresseur pour permettre la liquéfaction dudit gaz, et une pompe à vide sèche (14) agencée à distance du groupe de récupération (18), pompe dont l'entrée est équipée de moyens (20) de raccordement à ladite enceinte, et dont la sortie est reliée à l'entrée du groupe de récupération (18), le dispositif comprenant en outre un conduit (32) monté en dérivation entre l'entrée et la sortie de ladite pompe (14), et des moyens de commutation (24, 26, 28, 34) permettant alternativement une circulation du gaz dans la pompe (14) ou dans ledit conduit en dérivation (32).

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE RECUPERATION DU GAZ D'ISOLATION CONTENU DANS UN DISJONCTEUR A HAUTE OU MOYENNE TENSION DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte à la récupération des gaz contenus dans une enceinte, et concerne plus particulièrement la récupération du gaz d'isolation SF6 présent dans certains appareillages électriques à haute ou moyenne tension tels que des disjoncteurs. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le respect de normes de plus en plus exigeantes en matière de protection de l'environnement implique notamment une réduction des émissions de gaz nocifs pour l'environnement. Il est ainsi souhaitable de récupérer avec le moins de pertes possible les gaz d'isolation présents dans certains appareillages électriques à haute ou moyenne tension, tels en particulier que des disjoncteurs, notamment lorsque ces derniers subissent des essais de routine ou de qualification en phase de production, ou lors d'opérations de maintenance nécessitant l'ouverture de ces appareillages. La récuperation des gaz d'isolation s'effectue habituellement au moyen de groupes de récupération, parfois également appelés groupes de service, qui permettent l'extraction du gaz et son stockage sous forme liquide. 2 Toutefois, avec les groupes de récupération utilisés habituellement, il reste en général dans les appareillages en fin de processus de vidange une faible quantité de gaz, qui se trouve libérée dans l'atmosphère lors de l'ouverture des appareillages. La réduction des gaz restant dans les appareillages requiert l'obtention de niveaux de vide de plus en plus poussés en fin de processus de récupération.

Pour cela, il est possible de recourir à des groupes de récupération plus puissants, mais cela induit un surcoût considérable. De plus, le groupe de récupération requiert en général d'être éloigné de l'appareillage dont le gaz doit être récupéré, notamment pour des raisons de sécurité ou encore lorsque ce groupe n'est pas prévu pour pouvoir être déplacé aisément. Or cet éloignement implique l'utilisation de moyens de raccordement entre l'appareillage et le groupe de récupération qui soient d'une grande longueur, typiquement de l'ordre de 10 à 30 mètres, ce qui induit des pertes de charges importantes de nature à accroître davantage la puissance nécessaire pour parvenir au niveau de vide souhaité.

EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ces problèmes. Elle propose à cet effet un dispositif de récupération de gaz destiné à extraire le gaz contenu dans une enceinte en vue d'un stockage du gaz sous 3 forme liquide, comprenant un groupe de récupération intégrant un support ainsi qu'au moins un compresseur porté par le support pour permettre la liquéfaction du gaz.

Selon l'invention, le dispositif comprend en outre une pompe à vide sèche agencée à distance du groupe de récupération, pompe dont l'entrée est équipée de moyens de raccordement à ladite enceinte, et dont la sortie est reliée à l'entrée du groupe de récupération, le dispositif comprenant en outre un conduit monté en dérivation entre l'entrée et la sortie de la pompe, et des moyens de commutation permettant alternativement une circulation du gaz dans la pompe ou dans le conduit en dérivation.

Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir dans l'enceinte un niveau de vide plus poussé que celui obtenu avec les dispositifs utilisés habituellement, et sans nécessiter le recours à un groupe de récupération de grande puissance et très coûteux, grâce au montage de la pompe à vide sèche en amont du groupe de récupération. L'agencement de la pompe à vide à distance du groupe de récupération peut cette pompe au plus près de manière à réduire au mieux les l'enceinte et l'entrée de la outre d'éloigner le groupe l'enceinte à vider pour autoriser récupération en toute sécurité.

Il est en outre possible d'adjoindre des moyens de mesure de pression à la pompe. Ces moyens permettre de rapprocher l'enceinte à vider de pertes de charge entre pompe. Cela permet de récupération un accès au groupe en de de 4 pouvant être localisés à proximité immédiate de l'enceinte à vider, ils permettent alors une mesure plus précise que des moyens agencés sur le support du groupe de récupération et distants de l'enceinte.

L'intérêt d'une mesure de vide plus précise réside dans la possibilité d'interrompre un processus d'extraction de gaz dès que le niveau de vide souhaité est atteint, ce qui permet des économies de temps et d'énergie. Le conduit en dérivation et les moyens de commutation permettent d'éviter un fonctionnement de la pompe à vide sèche lorsque le gaz provenant de l'enceinte est, en entrée de la pompe, à une pression supérieure à une pression maximale admissible par la pompe.

Le choix d'une pompe à vide sèche permet d'éviter toute pollution du gaz extrait et stocké de sorte que ce dernier peut être réutilisé ultérieurement. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de commutation comprennent une première électrovanne montée en entrée de la pompe, une deuxième électrovanne montée en sortie de la pompe, une troisième électrovanne intégrée au conduit en dérivation, ainsi qu'un capteur de pression monté en amont des première et troisième électrovannes. Les première et deuxième électrovannes permettent d'autoriser ou d'interdire la circulation du gaz dans la pompe, tandis que la troisième électrovanne permet d'autoriser ou d'interdire la circulation du gaz dans le conduit en dérivation. Bien entendu, les trois électrovannes sont prévues pour fonctionner de manière synchronisée. Ainsi, lorsque les première et deuxième électrovannes sont ouvertes, la troisième électrovanne est fermée, et inversement. Le capteur de pression permet de mesurer la pression du gaz à proximité de 5 l'entrée de la pompe afin de déterminer si cette pression est inférieure à la pression maximale admissible par la pompe. Le capteur de pression précité intègre de préférence des moyens de commande de la pompe à vide sèche et des électrovannes précitées. Le dispositif comprend avantageusement un tuyau de raccordement d'une longueur supérieure à 5 mètres, par lequel la sortie de ladite pompe est reliée à l'entrée du groupe de récupération.

Ce tuyau de raccordement permet d'éloigner le groupe de récupération de la pompe et de l'enceinte à vider, ce qui est particulièrement avantageux lorsque le groupe de récupération n'est pas déplaçable facilement ou lorsque l'enceinte à vider se trouve dans un environnement dangereux ou lorsqu'elle présente des risques d'explosion du fait d'une pression élevée du gaz stocké dans cette enceinte. Ainsi, le tuyau de raccordement peut avantageusement être d'une longueur comprise entre 10 mètres et 30 mètres.

Le groupe de récupération intègre de préférence au moins un réservoir pour le stockage en phase liquide du gaz extrait. Cette caractéristique permet d'éviter le recours à un réservoir externe supplémentaire, et peut donc permettre de simplifier l'utilisation du dispositif. 6 En variante, le réservoir peut toutefois être séparé du groupe de récupération lorsque cela présente un intérêt. L'invention concerne également un procédé de récupération d'un gaz contenu dans une enceinte, caractérisé en ce qu'il comprend l'utilisation d'un dispositif du type décrit ci-dessus pour extraire le gaz de l'enceinte, et dans lequel les moyens de commutation sont initialement configurés pour une circulation du gaz dans le conduit en dérivation du dispositif, puis dès que la pression du gaz à l'entrée de la pompe à vide sèche du dispositif passe en dessous d'un seuil prédéterminé, les moyens de commutation sont configurés pour que le gaz circule dans la pompe à vide sèche avant de circuler dans le groupe de récupération. Le seuil prédéterminé est avantageusement inférieur ou égal à une pression d'admission maximale tolérée par ladite pompe à vide. Le procédé comprend de préférence une étape préalable d'installation de la pompe à vide à proximité de l'enceinte à vider, tandis que le groupe de récupération du dispositif est disposé à distance de ladite enceinte. L'invention concerne encore une utilisation d'un dispositif du type décrit ci-dessus pour la récupération de gaz SF6 présent dans un disjoncteur pour circuit électrique à haute ou moyenne tension. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description 7 suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence à la figure 1 annexée, qui est une vue schématique d'un dispositif de récupération de gaz selon un mode de réalisation préféré de l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PREFERE La figure 1 illustre schématiquement un dispositif de récupération de gaz 10 conforme à l'invention, et destiné à extraire un gaz contenu dans une enceinte 11 en vue d'un stockage de ce gaz sous forme liquide. Ce dispositif est particulièrement destiné à la récupération du gaz d'isolation électrique SF6 contenu dans un disjoncteur de ligne électrique à haute ou moyenne tension. D'une manière générale, le dispositif 10 comprend une partie amont 12 comportant une pompe à vide sèche 14, et une partie aval 16 comportant un groupe de récupération 18, parfois appelé groupe de service. La partie amont 12 du dispositif comprend un tuyau 20 de faible longueur présentant à l'une de ses extrémités un raccord destiné à être connecté à l'enceinte à vider, et dont l'autre extrémité est reliée à un filtre à poussière 22, d'un calibre de 20 microns par exemple.

La sortie du filtre à poussière 22 est raccordée à l'entrée d'un premier capteur de pression 24 dont la sortie est reliée à une première électrovanne 26 montée en entrée de la pompe 14. Une deuxième électrovanne 28 est montée en sortie de la pompe 14, et est raccordée à l'entrée d'un deuxième capteur de pression 30. 8 La partie amont 12 comprend également un conduit 32 monté en dérivation entre l'entrée et la sortie de la pompe 14. Plus précisément, le conduit 32 relie l'entrée de la première électrovanne 26 à la sortie de la deuxième électrovanne 28. Une troisième électrovanne 34 est montée sur le conduit 32, entre l'entrée de la première électrovanne 26 et la sortie de la deuxième électrovanne 28.

Les électrovannes 26, 28 et 34 précitées forment des moyens de commutation pour faire alternativement circuler le gaz par la pompe 14 ou par le conduit 32 en dérivation de celle-ci. Le capteur de pression 24 intègre des moyens de commande de ces électrovannes 26, 28 et 34 et de la pompe 14, pour conditionner la commutation au franchissement d'un seuil de pression du gaz correspondant à une pression maximale admissible par la pompe 14, par exemple égale à 1000 millibar.

Le deuxième capteur de pression 30 comprend également des moyens de commande de la pompe 14, et ce capteur 30 est configuré pour interrompre le fonctionnement de la pompe si la pression mesurée par ce capteur est supérieure à une valeur prédéterminée, par exemple égale à 1200 millibar. En cas d'élévation de la pression consécutive à un arrêt du groupe de récupération 18, ce capteur 30 permet d'éviter que la pompe 14 ne continue de fonctionner, et permet ainsi de garantir une parfaite sécurité du dispositif.

Par ailleurs, un indicateur de vide 36, ou vacuomètre, est relié aux entrées respectives de la 9 première électrovanne 26 et de la troisième électrovanne 34, et est isolé du circuit par une électrovanne 38. La partie aval 16 comprend un filtre mobile 40 monté en amont du groupe de récupération 18 et destiné à filtrer les impuretés éventuellement contenues dans le gaz à récupérer, telles que des substances dérivées ou sous-produits de décomposition de ce gaz.

Ce groupe de récupération 18 est un groupe du type utilisé habituellement et disponible dans le commerce, qui intègre par exemple deux compresseurs montés en série, sur un support commun, pour atteindre un débit de l'ordre de 5 à 6 mètres cubes par heure, et un vide final de l'ordre de 50 millibar au niveau de l'entrée de ce groupe de récupération. La sortie de ce groupe de récupération 18 est raccordée à un réservoir 42 destiné au stockage du gaz liquéfié. Un dynamomètre 44 est prévu pour surveiller l'état de remplissage du réservoir 42 précité. Une vanne 46 permet l'ouverture ou la fermeture du réservoir 42. Pour améliorer la sécurité du dispositif, sa partie aval 16 comprend en outre un récipient de rétention 48 raccordé à la sortie du groupe de récupération 18 au moyen d'une soupape de sécurité canalisée 50 destinée à s'ouvrir en cas de surpression, par exemple en cas de fermeture inopinée de la vanne 46.

La partie amont 12 et la partie aval 16 sont raccordées l'une à l'autre par un tuyau 52 de 10 grande longueur, par exemple égale à 20 mètres, reliant la sortie du deuxième capteur de pression 30 à l'entrée du filtre mobile 40. La partie amont 12 comprenant la pompe à vide sèche 14 peut ainsi être agencée à proximité de l'enceinte à vider, et la partie aval 16 comprenant le groupe de récupération peut être agencée à distance de cette enceinte. En particulier, la partie amont 12 peut être disposée avec l'enceinte à vider dans un local dédié sécurisé, tandis que le groupe de récupération peut être placé à l'extérieur de ce local. Le dispositif 10 décrit ci-dessus peut être utilisé pour extraire le gaz contenu dans l'enceinte 11 par un procédé consistant successivement à : - placer la partie amont 12 de ce dispositif à proximité de l'enceinte 11 à vider et raccorder le tuyau 20 de cette partie amont 12 à ladite enceinte 11 ; - raccorder la partie amont 12 du dispositif à sa partie aval 16 au moyen du tuyau 52 ; - extraire le gaz présent dans l'enceinte 11 au moyen du groupe de récupération 18, seul dans un premier temps puis assisté par la pompe à vide sèche 14 dans un second temps, comme précisé dans ce qui suit ; - lorsque la pression mesurée par le capteur 24 est satisfaisante, terminer l'extraction. Pendant l'extraction du gaz, le groupe de récupération 18 permet l'aspiration du gaz contenu dans l'enceinte et sa liquéfaction. Le premier capteur de pression 24 maintient les première et deuxième électrovannes 26 et 28 fermées, la troisième électrovanne 34 ouverte, et la pompe à vide sèche 14 à 11 l'arrêt, de sorte que le gaz circule dans le conduit 32 en dérivation de la pompe 14, tant que la pression du gaz mesurée par ce premier capteur de pression 24 est supérieure à la pression maximale admissible par la pompe 14, qui est par exemple de 1000 mbar. Dès que la pression du gaz mesurée par le premier capteur de pression 24 devient inférieure à la pression maximale admissible par la pompe 14, ce capteur 24 commande simultanément l'ouverture des première et deuxième électrovannes 26 et 28, la fermeture de la troisième électrovanne 34, et la mise en marche de la pompe à vide sèche 14, de sorte que le gaz circule dans la pompe 14. Cette dernière accroît ainsi la puissance d'aspiration délivrée par le dispositif de récupération. Le deuxième capteur de pression 30 surveille alors que la pression en sortie de la pompe 14 demeure inférieure à 1200 mbar, pour détecter tout arrêt intempestif du groupe de récupération 18, et garantir ainsi la sécurité du dispositif. Le niveau de vide mesuré par le capteur 24 peut être particulièrement précis du fait que la partie amont 12 comportant ce capteur peut être agencée à proximité immédiate de l'enceinte à vider 11.

Le dispositif et le procédé décrits ci-dessus permettent d'atteindre un niveau de vide de l'ordre de 1 mbar. Cette valeur est à comparer à celle de 100 mbar environ obtenue avec un groupe de récupération de même type, fonctionnant seul, et raccordé à une enceinte par un tuyau de 20 mètres environ.

12 Le dispositif et le procédé décrits ci-dessus permettent en outre à un opérateur d'accéder au groupe de récupération en toute sécurité, du fait de la possibilité d'éloigner ce groupe de l'enceinte à vider.5

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de récupération de gaz (10) destiné à extraire le gaz contenu dans une enceinte en vue d'un stockage dudit gaz sous forme liquide, comprenant un groupe de récupération (18) intégrant un support ainsi qu'au moins un compresseur porté par ledit support pour permettre la liquéfaction dudit gaz, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pompe à vide sèche (14) agencée à distance du groupe de récupération (18), pompe dont l'entrée est équipée de moyens (20) de raccordement à ladite enceinte, et dont la sortie est reliée à l'entrée du groupe de récupération (18), le dispositif comprenant en outre un conduit (32) monté en dérivation entre l'entrée et la sortie de ladite pompe (14), et des moyens de commutation (24, 26, 28, 34) permettant alternativement une circulation du gaz dans la pompe (14) ou dans ledit conduit en dérivation (32).
2. 2. Dispositif de récupération de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation comprennent une première électrovanne (26) montée en entrée de la pompe (14), une deuxième électrovanne (28) montée en sortie de la pompe (14), une troisième électrovanne (34) intégrée audit conduit en dérivation (32), ainsi qu'un capteur de pression (24) monté en amont des première et troisième électrovannes (26, 34).
3. 3. Dispositif de récupération de gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il 14 comprend un tuyau de raccordement (52) d'une longueur supérieure à 5 mètres, par lequel la sortie de ladite pompe (14) est reliée à l'entrée du groupe de récupération (18).
4. 4. Dispositif de récupération de gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit groupe de récupération (18) intègre au moins un réservoir (42) pour le stockage en phase liquide du gaz extrait.
5. 5. Procédé de récupération d'un gaz contenu dans une enceinte, caractérisé en ce qu'il comprend l'utilisation d'un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes pour extraire le gaz de l'enceinte, et dans lequel les moyens de commutation (24, 26, 28, 34) sont initialement configurés pour une circulation du gaz dans ledit conduit en dérivation (32) du dispositif, puis dès que la pression du gaz à l'entrée de ladite pompe à vide sèche (14) du dispositif passe en dessous d'un seuil prédéterminé, les moyens de commutation sont configurés pour que le gaz circule dans ladite pompe à vide sèche (14) avant de circuler dans le groupe de récupération (18).
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le seuil prédéterminé est inférieur ou égal à une pression d'admission maximale tolérée par ladite pompe à vide sèche (14).
7. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable 515 d'installation de ladite pompe à vide sèche (14) à proximité de l'enceinte à vider, tandis que le groupe de récupération (18) du dispositif est disposé à distance de ladite enceinte.
8. 8. Utilisation d'un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour la récupération de gaz SF6 présent dans un disjoncteur pour circuit électrique à haute ou moyenne tension.