FR3056344A1 - Appareil electrique moyenne ou haute tension sous atmosphere protectrice avec instrumentation par couplage capacitif, adaptateur pour un tel appareil, procede de montage et d'utilisation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un appareil électrique haute ou moyenne tension, d'un type sous atmosphère protectrice, équipé 201 ou pré-équipé 401 pour permettre une instrumentation 8 simple et rapide sans intervention sur l'enveloppe étanche 29. Selon l'invention, l'enveloppe présente dans son espace intérieur 200 une électrode moyenne tension 11 qui est : - disposée pour former une capacité moyenne tension CMT avec un conducteur MT 19 interne ; - connectée à un conducteur de sortie 12 qui traverse l'enveloppe par une traversée 13 isolante et étanche, et L'appareil comprend aussi une électrode basse tension 21 connectée audit conducteur de sortie 12 pour former une capacité basse tension CBT avec l'enveloppe. La capacité MT et la Capacité BT forment ensemble un pont diviseur capacitif permettant un couplage entre la tension MT et la tension BT existant aux bornes de ladite capacité BT. L'invention concerne aussi un bloc adaptateur amovible réalisant les éléments extérieurs de ce pont capacitif, ainsi qu'un procédé de mise à niveau d'un appareil pré-équipé et un procédé d'instrumentation d'un appareil équipé.

Description

Titulaire(s) : MANUFACTURE D'APPAREILLAGE ELECTRIQUE DE CAHORS SAS Unipersonnelle.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : PONTET ALLANO & ASSOCIES.

APPAREIL ELECTRIQUE MOYENNE OU HAUTE TENSION SOUS ATMOSPHERE PROTECTRICE AVEC INSTRUMENTATION PAR COUPLAGE CAPACITIF, ADAPTATEUR POUR UN TEL APPAREIL, PROCEDE DE MONTAGE ET D'UTILISATION.

FR 3 056 344 - A1 (© L'invention concerne un appareil électrique haute ou moyenne tension, d'un type sous atmosphère protectrice, équipé 201 ou pré-équipé 401 pour permettre une instrumentation 8 simple et rapide sans intervention sur l'enveloppe étanche 29.

Selon l'invention, l'enveloppe présente dans son espace intérieur 200 une électrode moyenne tension 11 qui est:

- disposée pour former une capacité moyenne tension CMT avec un conducteur MT 19 interne;

- connectée à un conducteur de sortie 12 qui traverse l'enveloppe par une traversée 13 isolante et étanche, et

L'appareil comprend aussi une électrode basse tension 21 connectée audit conducteur de sortie 12 pour former une capacité basse tension CBT avec l'enveloppe. La capacité MT et la Capacité BT forment ensemble un pont diviseur capacitif permettant un couplage entre la tension MT et la tension BT existant aux bornes de ladite capacité BT.

L'invention concerne aussi un bloc adaptateur amovible réalisant les éléments extérieurs de ce pont capacitif, ainsi qu'un procédé de mise à niveau d'un appareil pré-équipé et un procédé d'instrumentation d'un appareil équipé.

- 1 « Appareil électrique moyenne ou haute tension sous atmosphère protectrice avec instrumentation par couplage capacitif, adaptateur pour un tel appareil, procédé de montage et d'utilisation »

L'invention concerne un appareil électrique haute ou moyenne tension, d'un type sous atmosphère protectrice, équipé ou pré-équipé pour permettre une instrumentation simple et rapide sans intervention sur l'enveloppe étanche.

Selon l'invention, l'enveloppe présente dans son espace intérieur une électrode moyenne tension qui est :

- disposée pour former une capacité moyenne tension CMT avec un conducteur MT interne ;

- connectée à un conducteur de sortie qui traverse l'enveloppe par une traversée isolante et étanche, et

L'appareil comprend aussi une électrode basse tension connectée audit conducteur de sortie pour former une capacité basse tension avec l'enveloppe. La capacité MT et la Capacité BT forment ensemble un pont diviseur capacitif permettant un couplage entre la tension MT et la tension BT existant aux bornes de ladite capacité BT.

L'invention concerne aussi un bloc adaptateur amovible réalisant les éléments extérieurs de ce pont capacitif, ainsi qu'un procédé de mise à niveau d'un appareil pré-équipé et un procédé d'instrumentation d'un appareil équipé.

Etat de la technique

Dans les réseaux de transport et distribution électrique alternatifs, une partie du transport se fait à des tensions beaucoup plus élevée que la tension d'utilisation. On parle de moyenne tension (ou Haute Tension A) typiquement de 1 000 V jusqu'à 50 000 V, et de haute tension voire très haute tension (ou Haute Tension B) au dessus de 50 000V.

Les appareils dans ces circuits à moyenne ou haute tension sont soumis à des contraintes très importantes du fait de ces tensions élevées, en matière de protection et d'isolation. En particulier pour tous les appareils servant à interrompre la circulation du courant, par exemple des

- 2 interrupteurs de coupure ou protection, des arcs électriques sont susceptibles de se former entre des conducteurs qui sont trop proches l'un de l'autre.

Pour éviter la formation d'arcs électriques, en particulier pour limiter l'encombrement des installations, une solution classique consiste à enfermer un tel appareil dans une enceinte étanche, en général métallique, dans laquelle règne une atmosphère spécifique de protection, par exemple sous vide ou sous un gaz spécifique tel que de l'hexafluorure de soufre (SF6).

Un tel appareil électrique moyenne ou haute tension peut être instrumenté, c'est-à-dire qu'on y adjoint des équipements complémentaires remplissant des fonctions supplémentaires, par exemple de détection ou de commande. Il peut s'agir par exemple d'un dispositif détecteur de tension, ou de mesure de la tension, par exemple sous la forme d'un transformateur capacitif ; ou d'un dispositif de couplage en tension visant à mettre en place une communication numérique au sein du réseau électrique par courants porteurs en ligne.

Dans le cas d'un appareil sous atmosphère protectrice, cette enceinte étanche constitue une contrainte technique supplémentaire pour configurer une telle instrumentation.

Le document ES2204334 décrit un exemple de configuration, dans laquelle un raccordement étanche protège l'entrée d'un conducteur moyenne tension (MT) à l'intérieur de l'enveloppe de protection étanche. Dans ce document. Une capacité est réalisée en entourant cylindre métallique est Autour

Avant son entrée dans l'enveloppe, le conducteur MT est entouré par une capacité de couplage munie d'une prise de branchement, sur laquelle il est possible de connecter un appareil de mesure.

Cette solution nécessite cependant la sortie d'un conducteur moyenne tension hors de l'enceinte, avec les contraintes que cela représente.

Un but de l'invention est pallier tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique, et en particulier de rendre la l'instrumentation plus

- 3 simple, plus fiable, moins coûteuse et/ou plus souple ; à concevoir, fabriquer, installer, utiliser et/ou entretenir.

Exposé de l'invention

L'invention propose un appareil électrique moyenne ou haute tension alternative, comprenant une enveloppe métallique agencée pour renfermer de manière étanche, dans un espace intérieur sous atmosphère protectrice, par exemple sous vide ou de gaz protecteur tel que de l’hexafluorure de soufre (SF6), au moins un conducteur moyenne tension, destiné à être portée à une tension électrique de distribution électrique dite moyenne tension ou MT. Typiquement mais non obligatoirement, il s'agit de Haute Tension A, par exemple plus de 1000 V et en particulier jusqu'à 50000 V.

Selon l'invention, ladite enveloppe présente dans son espace intérieur au moins une électrode moyenne tension laquelle :

- est connectée à un conducteur électrique de sortie qui traverse ladite enveloppe par un dispositif de traversée isolant et étanche, et notamment rigide, et

- est disposée rigidement par rapport audit conducteur moyenne tension dans une position et à une distance déterminées pour former une capacité moyenne tension avec ledit conducteur moyenne tension,

L'appareil comprend en outre une électrode basse tension, laquelle

- est connectée audit conducteur électrique de sortie pour former une capacité basse tension entre ledit conducteur de sortie et un point de base formé par un élément métallique accessible depuis l'extérieur de l'enveloppe, notamment lié électriquement et mécaniquement à l'enveloppe.

Cette capacité moyenne tension est déterminée pour réaliser avec ladite capacité basse tension un pont diviseur capacitif agencé pour produire un couplage en tension entre la tension MT aux bornes de la capacité moyenne tension et la tension dite basse tension ou BT existant aux bornes de ladite capacité basse tension, notamment par un appareil de traitement d'un type connu prévu détecter la présence de tension MT, ou pour mesure cette tension, ou pour y injecter ou en extraire un signal

- 4 numérique ou analogique de communication par courant porteur en ligne sur la fréquence porteuse, par exemple 50Hz ou 60Hz.

Un tel appareil électrique peut alors peut être qualifié de équipé, c'est à dire qu'il comprend les éléments nécessaires pour pouvoir être instrumenté, en le raccordant à un système capable d'exploiter un tel couplage capacitif, ou appareil de traitement sans qu'il soit nécessaire d'intervenir à l'intérieur de l'enceinte étanche ni de compromettre son étanchéité ou l'atmosphère protectrice qu'elle contient.

Cette solution, suivant le principe du diviseur capacitif, permet donc à l'utilisateur d'avoir accès à une mesure précise de la tension du réseau moyenne tension avec un minimum de transformations de l’appareil MT luimême, et sans pour autant augmenter le coût et la complexité de l’appareil lui-même.

Comme on le comprend, le fait d’équiper ainsi cet appareil représente un supplément de coût et de complexité faible par rapport au fait de l’instrumenter complètement en y incluant l’appareil de traitement. Il devient donc envisageable d’installer un grand nombre d’appareils électriques en version équipée mais non instrumentée, voire la totalité d’entre eux.

Une fois ces appareils installés, voire en cours d’exploitation, chacun d’entre eux peut alors être instrumenté ou dé-instrumenté à volonté, sans accéder non plus à l’intérieur de l’enceinte étanche ni à aucun élément sous moyenne ou haute tension. De telles modifications sont ainsi réalisables de façon simple et souple, avec peu de mesures de sécurité, et possiblement sans coupure de courant ni interruption d’exploitation.

De préférence, l’enveloppe ne comprend qu’une seule traversée de sortie pour le ou les conducteurs de sortie.

Selon les modes de réalisation, et indépendamment des autres caractéristiques, l’électrode moyenne tension peut être agencée de différentes façons.

- 5 Elle est par exemple fixée directement sur une barre moyenne tension, par exemple servant à une autre fonction de l'appareil, par l'intermédiaire d'un isolant rigide servant de diélectrique.

Dans d'autres configurations, l'électrode moyenne tension comprend au moins une plaque conductrice sous moyenne tension formant l'autre électrode de la capacité moyenne tension, qui est fixée rigidement à l'enveloppe, par exemple par l'intermédiaire d'un isolant. Cette plaque moyenne tension est alors connectée électriquement à une barre moyenne tension ou un autre élément porté à la moyenne tension à l'intérieur de l'appareil.

On obtient ainsi une plus grande souplesse dans le positionnement et le dimensionnement de la capacité moyenne tension.

Selon une particularité, tout ou partie des connexions intérieures sont réalisées par au moins un conducteur souple, ou au moins un conducteur rigide, possiblement par l'intermédiaire d'un contact conducteur élastique agencé pour rattraper d'éventuelles variations de géométrie.

Selon certains modes de réalisation, l'électrode basse tension est disposée à l'intérieur de l'enveloppe, à laquelle elle est fixée rigidement, de façon à former la capacité basse tension avec ladite enveloppe, par exemple sous la forme d'une plaque conductrice parallèle à la surface intérieure de l'enveloppe fixée par l'intermédiaire d'au moins un isolant.

L'appareil est ainsi équipé et prêt à être instrumenté et les deux capacités sont protégées par l'enveloppe. La seule différence extérieure avec un appareil non équipé est la présence d'une traversée étanche par laquelle est accessible une borne de mesure connectée aux deux électrodes internes. Il suffit de brancher un appareil de traitement entre cette borne de mesure et la masse de l'enveloppe, possiblement en parallèle avec une capacité de calibration.

Selon des modes de réalisation préférés, l'électrode basse tension est disposée à l'extérieur de l'enveloppe à laquelle elle est fixée rigidement, par exemple par l'intermédiaire d'au moins un isolant, de façon à former la capacité basse tension avec ladite enveloppe.

- 6 L'électrode basse tension peut ainsi être retirée facilement. Elle peut aussi être remplacée facilement, par exemple pour modifier la valeur de la capacité basse tension, par exemple pour l'adapter à un autre type d'instrumentation.

La position extérieure de la capacité basse tension, en tout ou partie, permet de réduire l'incidence des influences perturbatrices qui pourraient apparaître dans un environnement MT la capacité BT, en utilisant l'effet d'écran de terre créé par l'enveloppe métallique entre la capacité MT et la capacité BT.

Optionnellement, l'électrode basse tension est fixée à l'extérieur de l'enveloppe de manière amovible et le conducteur de sortie est connecté à un connecteur de sortie détachable qui est intégré dans le dispositif de traversée.

Il devient ainsi possible d'équiper un appareil avec différentes capacités basse tension, par exemple selon l'instrumentation choisie, ou d'en équiper plusieurs avec une même capacité basse tension.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un appareil électrique moyenne tension, dit pré-équipé, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe métallique réalisant l'enveloppe et équipée le contenu d'un appareil électrique à électrode extérieure tel qu'exposé ici. C'est-à-dire que l'enveloppe comprend la capacité moyenne tension d'une configuration ou d'une autre, avec son conducteur de sortie et sa traversée, mais sans électrode basse tension extérieure.

Un tel appareil pré-équipé est encore plus simple et économique, et peut tout de même être équipé ultérieurement sans intervention sur l'étanchéité de l'enveloppe ni sur la moyenne tension.

Selon encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif d'équipement d'un appareil tel qu'exposé ici, qui est agencé pour être connecté et/ou fixé à l'enveloppe d'un tel appareil pré-équipé pour former un appareil équipé tel qu'exposé ici, et comprend l'électrode basse tension dudit appareil équipé (électrode basse tension, bloc de mesure unipolaire).

- 7 Selon les modes de réalisations, un tel dispositif d'équipement est agencé pour une connexion amovible ou permanente.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de mesure ou de détection de la tension existant entre un conducteur moyenne tension inclus dans un tel appareil électrique et le point de base, comprenant une étape de mesure de tension entre ledit point de base et le conducteur de sortie connecté à l'électrode moyenne tension.

De façon similaire, il est aussi proposé un procédé de communication par courants porteurs par l'intermédiaire d'un conducteur moyenne tension inclus dans un tel appareil électrique, comprenant au moins un processus de couplage en tension entre ledit conducteur moyenne tension et au moins un appareil de traitement réalisant un système d'émission ou de réception de signal électrique.

Encore selon un autre aspect, il est proposé un procédé de transformation d'un appareil pré-équipé tel qu'exposé ici, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de montage sur son enveloppe d'un dispositif adaptateur de mesure ou de couplage, amovible ou non.

Des modes de réalisation variés de l'invention sont prévus, intégrant selon l'ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.

Liste des figures

D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée d’un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :

- la FIGURE 1 est une vue schématique en coupe partielle qui illustre un exemple d’appareil électrique selon un premier mode de réalisation de l’invention, avec électrode MT fixée au conducteur MT et électrode BT externe fixée le long de l’enveloppe étanche ;

- la FIGURE 2 est une vue schématique en coupe partielle qui illustre un exemple d’appareil électrique selon un deuxième mode de réalisation

- 8 de l'invention, avec électrode MT fixée au conducteur MT et électrode BT intégrée dans la traversée de l'enveloppe étanche ;

- la FIGURE 3 est une vue schématique en coupe partielle qui illustre un exemple d'appareil électrique selon un troisième mode de réalisation de l'invention, avec électrode MT fixée à l'enveloppe et électrode BT externe intégrée dans un bloc adaptateur extérieur amovible ;

- la FIGURE 4 illustre est une vue schématique en coupe partielle qui illustre un exemple d'appareil électrique selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, avec électrode MT fixée au conducteur MT et électrode BT interne fixée le long de l'enveloppe étanche ; et

- la FIGURE 5 est un schéma électrique qui illustre un exemple de pont capacitif réalisé à l'aide de l'équipement d'un appareil selon l'invention.

Description d'exemples de modes de réalisation

Comme illustré en FIGURE 5, l'instrumentation visée utilise un pont diviseur capacitif pour obtenir, à l'extérieur de l'enveloppe, une basse tension UBT qui couplée avec la moyenne tension UMT, laquelle est confinée entièrement à l'intérieur de l'enveloppe.

Ce pont diviseur comprend une branche principale, formée par une capacité basse tension CBT en série avec une capacité moyenne tension CMT, montées entre un élément moyenne tension 19 et un point de base 39, typiquement à la masse 29 de l'appareil et/ou à la terre.

Aux bornes 29, 31 de la capacité basse tension CBT, qui forme un branche divisée du pont capacitif, la tension UBT présente une valeur qui est proportionnelle à la moyenne tension UMT d'une façon déterminée par le ratio entre la valeur de la capacité de la branche principale et la valeur de la capacité de la branche divisée.

Pour une moyenne tension UMT élevée, par exemple entre 1000V et 50000V, on dimensionne les capacités CBT et CMT l'une par rapport à l'autre pour que la tension aux bornes de la capacité basse tension CBT soit faible, d'une valeur facile à mesurer, à traiter et/ou à produire, voire une tension inférieure des normes de danger pour l'homme. Par exemple, on vise un ratio de l'ordre de 5000 à 10000, par exemple avec une tension UBT

- 9 inférieure à 20V, de préférence entre IV et 10V, par exemple de l'ordre de 2V à 3V.

Le traitement ou la mesure se font en connectant un appareil de traitement 8 aux bornes de la branche divisée, par exemple un voltmètre pour une mesure, ou un transmetteur/récepteur pour une réaliser communication numérique. Typiquement, une capacité de calibration CC est branchée en parallèle avec la capacité basse tension CBT pour calibrer le couplage obtenu. Alternativement ou en combinaison, la valeur de la capacité basse tension CBT peut être modifiée pour réaliser cette calibration.

La FIGURE 1 illustre un exemple d'appareil électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention, avec électrode MT fixée au conducteur MT et électrode BT externe fixée le long de l'enveloppe étanche.

Cet appareil est ici un l'appareillage moyenne tension et en atmosphère isolante à l'hexafluorure de soufre, laquelle est confinée à l’intérieur 200 d’une enveloppe 29, ici conductrice et métallique.

A l’intérieur de l’appareil, on trouve une partie du diviseur capacitif comprenant une capacité moyenne CMT positionnée à l'intérieur de l'appareillage. Elle est formée directement entre une barre conductrice 19, par exemple de section rectangulaire ou ronde, et une électrode MT, réalisée ici sous la forme d'une plaque 11 en matériau conducteur scellée sur un support isolant 10 de plusieurs millimètres d'épaisseur. Ce support est présente ici la forme d’un manchon ou d’un bloc muni d’une rainure ou d’une ouverture traversante qui entoure la barre 19. Sur une face extérieure de ce support isolant, un logement en retrait reçoit l’électrode MT 11. Optionnellement, la capacité MT peut également se présenter sous la forme d'un condensateur moyenne tension existant ou d’un type existant, par exemple branché sur l’élément moyenne tension 19. A titre d’exemple, la capacité moyenne tension CMT peut être réalisée pour présenter une valeur de quelques dizaines à quelques centaines de picofarads. Les isolants diélectriques sont par exemple réalisés en Mylar. Par exemple un isolant Mylar d’épaisseur 20mm pour le diélectrique 10 de la capacité moyenne tension CMT, et un film Mylar d’épaisseur 0,023mm voire 0,013mm pour le

- 10 diélectrique 20 de la capacité basse tension CBT. La capacité basse tension peut aussi être réalisée par un film de Mylar métallisé, par exemple de 0,006mm, enroulé sur un support cylindrique.

L'électrode moyenne tension 11 est connectée par un lien conducteur interne 112 à une broche conductrice 12 traversant la paroi étanche 29 de l'appareillage, intégrée et/ou noyée à l'intérieur d'un isolant 13 étanche et par exemple rigide. On notera que la connexion interne de l'électrode MT 11 avec le conducteur de traversée 12 peut aussi se faire, en tout ou partie, par une connexion rigide incluant possiblement un élément élastique, par exemple tel qu'illustré en FIGURE 2.

Dans ce mode de réalisation, le diviseur capacitif comprend une capacité basse tension CBT positionnée à l'extérieur de l'enveloppe étanche 29. Cette capacité CBT est formée entre la face extérieure de l'enveloppe métallique 29 et une électrode BT 21 positionnée à l'extérieur de l'atmosphère protectrice, à proximité de la face externe de l'enveloppe métallique étanche de l'appareillage.

Suivant le même principe que la capacité MT, la capacité BT comprend un support isolant 20 sous forme de film de faible épaisseur, fixé sur l’enveloppe métallique 29 et supportant une électrode BT métallique 21.

Pour la réalisation du pont capacitif l’électrode basse tension 21 électriquement à l’électrode moyenne tension 11 par l’intermédiaire de la broche de traversée 12. A l’extérieur de l’enveloppe 29, cette broche de traversée fournit ainsi un point intermédiaire 33 qui est le référentiel du potentiel de mesure, par exemple sous la forme d’une broche de mesure. A l’extérieur de l'appareillage MT 201, le dispositif externe et hors gaz protecteur SF6 comprend aussi une broche de masse 33 connectée au point de base, c’est à dire à l’enveloppe 29 pour les configurations où la mesure se fait par rapport à un point de base mis à la masse. Ces deux broches 33 et 32 peuvent ainsi servir de connecteurs ou plugs pour un dispositif électronique de mesure ou traitement 8.

A l’intérieur de ce dispositif de traitement ou indépendamment de lui, une capacité complémentaire CC sert à calibrer le pont de mesure/couplage de manière à obtenir le rapport de transformation voulu (10000 par exemple) ainsi que la précision souhaitée (0.5% par exemple). Ce type de

- il capacité complémentaire de calibration est par exemple calculé lors du contrôle de calibration, et est typiquement constitué d'un ou plusieurs condensateurs, par exemple des condensateurs céramiques multicouches disposés sur un circuit électronique.

La FIGURE 2 illustre un exemple d'appareil électrique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, qui ne sera décrit que dans ses différences.

Dans ce mode de réalisation, lequel l'électrode BT 21 est intégrée dans la traversée isolante 13 de l'enveloppe étanche 29.

Plus particulièrement à cet exemple, l'appareil 202 comprend une plaque conductrice (ou plusieurs) disposée à l'extérieur de l'enveloppe 29 de façon à entourer le conducteur de sortie 12 ou un conducteur connecté à lui, réalisant l'électrode basse tension 21 de façon à former avec ledit conducteur de sortie la capacité basse tension CBT.

Cette électrode BT 21 présente ici sous la forme d'un tube métallique noyé dans un isolant 20 qui entoure la broche de sortie 12, à l'intérieur de la traversée 13. Ce tube 21 forme ainsi la capacité basse tension CBT avec cette même broche de sortie 12.

Dans cet exemple, l'électrode MT 11 est fixée au conducteur MT de la même façon qu'en FIGURE 1. Par contre, le conducteur de sortie 12 est reliée électriquement à l'électrode MT 11 par une partie rigide qui remplace la partie filaire. Cette partie rigide porte à une extrémité un mécanisme de contact électrique élastique, qui permet d'absorber d'éventuelles variations géométriques entre les éléments connectés, ce contact est ici réalisé par un palpeur 121 connecté au conducteur 12 et monté sur un ressort (non représenté).

On limite ainsi le risque de défaut par arc interne, par exemple en cas de rupture.

Optionnellement, l'appareil 202 comprend en outre une plaque conductrice disposée à l'extérieur de l'enveloppe 29 connectée 39 à elle. Cette plaque forme ici un tube 22 autour de l'électrode basse tension 21 (ou possiblement à l'intérieur), et agencé pour être axialement mobile D22 par rapport à cette dernière. En faisant varier D22 sa hauteur, et donc la

- 12 surface de recouvrement des deux tubes 21, 22, on obtient une variation de la capacité entre le point intermédiaire 33 et le point de base 39, permettant ainsi un réglage de calibration.

La FIGURE 3 illustre un exemple d'appareil électrique selon un troisième mode de réalisation de l'invention, qui ne sera décrit que dans ses différences.

Dans ce mode de réalisation, l'électrode MT est fixée à l'enveloppe et l'électrode BT externe est intégrée dans un bloc adaptateur 3 extérieur et amovible. On notera que, même si leur combinaison est particulièrement avantageuse, ces deux caractéristiques peuvent être implémentées séparément l'une de l'autre dans d'autres modes de réalisation.

Dans cet exemple, l'appareil 203 comprend un bloc adaptateur 3 incluant d'un seul tenant, c'est à dire qu'il forme un objet manipulable en un seul morceau. Comme représenté par la flèche dirigée vers la prise 37, il est ainsi possible de connecter et déconnecter facilement ce bloc adaptateur, en fonction des besoins. On limite ainsi les risques de détérioration dudit bloc, et le nombre de blocs nécessaires pour un parc donné d'appareils 203 à instrumenter.

Ce bloc adaptateur, ou bloc de mesure, forme ainsi un bloc d'instrumentation unipolaire. Il comprend les composants suivants :

- Un cylindre conducteur, de préférence circulaire, est muni d'un dispositif de fixation 321 compatible avec un dispositif de fixation 293 fixé à l'enveloppe 29 de façon à réaliser une connexion électrique avec ladite enveloppe. Il s'agit ici d'une cloche 391 fermée à son extrémité supérieure, et dont la base porte des pattes perforées 321 pouvant être fixées par serrage sur des goujons 293 fixées à l'enveloppe 29.

- Une plaque métallique est disposée parallèlement aux parois dudit cylindre de façon à réaliser l'électrode basse tension et former avec ledit cylindre la capacité basse tension CBT. Il s'agit ici d'un cylindre métallique circulaire 21 concentrique à la cloche, fixé sur la surface intérieure de ses parois cylindriques par l'intermédiaire d'une couche d'isolant 20.

- 13 - Un connecteur amont 312 détachable, compatible avec le connecteur 123 du conducteur de sortie 12, est fixé de manière isolante sur le cylindre 391, ici par une prise femelle isolée 37 de diamètre 4mm installée de façon centrale. Ce connecteur amont 312 est connecté électriquement 33 à l'électrode basse tension 21.

- Un appareil 8 de mesure de la tension UBT régnant entre le cylindre 39 et l'électrode basse tension 21, ou de couplage avec cette tension, est connecté (ou connectable) à au moins un connecteur aval détachable 38 (mono ou multi conducteurs) apte à recevoir un tel appareil 8, ici par une prise femelle isolée de diamètre 4mm.

On notera que la prise femelle de sortie 37 de l'enveloppe prééquipée 403 peut aussi servir de prise pour un simple détecteur de tension d'un type connu, même sans utiliser le bloc adaptateur 3.

Dans cet exemple, optionnellement et d'une façon pouvant aussi être combinée avec les autres exemples présentés ici, l'électrode moyenne tension 11 comprend au moins une plaque conductrice moyenne tension 18 fixée rigidement à l'enveloppe 29 et connectée électriquement 198 à un élément 19 porté à la moyenne tension UMT de façon à réaliser le conducteur moyenne tension objet du couplage. Dans cet exemple, l'électrode moyenne tension 11 est fixée à l'enveloppe 29 par l'intermédiaire d'un isolant 14, par exemple faisant partie de la traversée isolante 13. La plaque conductrice moyenne tension 18 est fixée rigidement par rapport à l'électrode moyenne tension 11, ici par l'intermédiaire d'un bloc isolant 10 dont la face opposée à l'enveloppe porte un logement qui reçoit ladite plaque MT 18. cette dernière est reliée électriquement à un élément MT de l'appareil, ici une barre MT 19. Cette connexion est faite ici par un conducteur souple 198, mais peut optionnellement présenter la forme d'une connexion rigide, par exemple similaire à la FIGURE 2. Il est ainsi possible de réaliser une capacité moyenne tension d'une façon peu encombrante, plus souple sur le plan de la conception, et plus facile à adapter quelle que soit la configuration interne de l'appareil moyenne tension 2043

- 14 La FIGURE 4 illustre un exemple d'appareil électrique selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, qui ne sera décrit que dans ses différences.

Dans ce mode de réalisation, l'électrode BT est positionnée elle-aussi à l'intérieur de l'atmosphère protectrice, à proximité de la face interne de l'enveloppe métallique étanche de l'appareillage. Comme illustré ici, elle est par exemple fixée le long de l’enveloppe étanche à l’intérieur 200 de l’espace sous SF6, sous la forme d’une plaque conductrice 21 fixée rigidement par l’intermédiaire d’un isolant 20 sur la surface extérieure de l’enveloppe métallique 29. L’électrode basse tension 21 est ici reliée électriquement au conducteur de sortie par son côté intérieur, ici de façon souple mais possiblement aussi de façon rigide.

Dans cet exemple, l’électrode MT 11 est fixée au conducteur MT 19 de façon similaire aux FIGURE 1 et FIGURE 2. Elle est connectée ici au conducteur de sortie 12 par un lien souple 112, mais il est aussi envisagé une connexion rigide par exemple comme celle décrit en FIGURE 2.

L’électrode basses tension 21 intérieure de cette configuration peut aussi être combinée avec une électrode basse tension extérieure, de capacité semblable ou différente, par exemple disposée de façon similaire aux autres configurations décrites ici. Elles peuvent ainsi être utilisées alternativement, par exemple selon les besoins, ou en combinaison en les connectant en parallèle ou en série.

Comme on le comprend, dans tous les modes de réalisation, les éléments situés à l’extérieur de l’enveloppe 29 et de la traversée isolante 13 peuvent être remplacés ou modifiés sans compromettre l’atmosphère protectrice SF6 ni approcher des éléments 19, 18, 198 sous moyenne tension UMT.

Tous ces éléments extérieurs, individuellement ou dans leur ensemble, sont optionnellement montés de façon amovible. Ils peuvent aussi n’être montés qu’ultérieurement à l’installation, en fonction des besoins.

Il est ainsi possible de fournir et d’installer à moindre coût et complexité des appareils qui ne sont pas complètement équipés, c’est à dire

- 15 qu'ils ne disposent pas de ces éléments extérieurs, mais présentent déjà une enveloppe pré-équipée 401, 402, 403, 404 comprenant l'ensemble des éléments intérieurs nécessaires pour réaliser ultérieurement un appareil équipé 201, 202, 203, respectivement 204 sans intervention interne.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

Nomenclature bloc mesure - adaptateur amovible appareil de traitement (détection tension, mesure tension, couplage tension) isolant diélectrique de capacité MT électrode MT conducteur de sortie d'électrode MT isolant de traversée du conducteur de sortie d'électrode MT isolant de fixation de l'électrode MT sur l'enveloppe barre MT (moyenne tension) isolant diélectrique de capacité BT électrode BT (basse tension) enveloppe de l'enceinte étanche électrode de mesure de la capacité de calibration point de base - raccordement de masse sur l'enveloppe raccordement de mesure des électrodes connecteur de mesure de branchement de l'appareil de traitement électrode de masse de la capacité de calibration

112 conducteur intérieur de raccordement de l'électrode BT

121 contact élastique d'électrode MT

123 connecteur du conducteur de sortie d'électrode MT

201 appareil pré-équipé à électrode BT plane extérieure

202 appareil pré-équipé à électrode BT en traversée

203 appareil pré-équipé à bloc de mesure amovible

204 appareil pré-équipé à électrode BT plane intérieure

- 16 290 masse raccordée à l'enveloppe, ou constituée par elle 293 fixation et connexion de masse de l'adaptateur sur l'enveloppe 321 connexion de masse de branchement de l'appareil de traitement 391 cylindre ou cloche du bloc adaptateur

CBT capacité basse tension

CC capacité de calibration

CMT capacité moyenne tension

UBT tension BT

UMT tension MT

Claims (15)

1. REVENDICATIONS

   1. Appareil électrique moyenne ou haute tension (201, 202, 203, 204), comprenant une enveloppe (29) métallique, dite pré-équipée (401, 402, 403, 404), agencée pour renfermer de manière étanche, dans un espace intérieur (200) sous atmosphère protectrice, au moins un conducteur moyenne tension (19, 18), destiné à être portée à une tension électrique de distribution électrique dite moyenne tension, caractérisé en ce que ladite enveloppe présente, dans son espace intérieur (200), au moins une électrode moyenne tension (11) laquelle :

   - est connectée à un conducteur électrique de sortie (12) qui traverse ladite enveloppe (29) par un dispositif de traversée (13) isolant et étanche, et

   - est disposée rigidement par rapport audit conducteur moyenne tension dans une position et à une distance déterminées pour former une capacité moyenne tension (CMT) avec ledit conducteur moyenne tension, et en ce que l'appareil est en outre apte à recevoir une électrode basse tension (21), laquelle

   - est connectée (33) audit conducteur électrique de sortie (12) pour former une capacité basse tension (CBT) entre ledit conducteur de sortie et un point de base (32) formé par un élément métallique (29) accessible depuis l'extérieur de l'enveloppe, notamment lié électriquement et mécaniquement à l'enveloppe ;

   ladite capacité moyenne tension étant déterminée pour réaliser avec ladite capacité basse tension un pont diviseur capacitif agencé pour produire un couplage en tension entre la tension (UMT) aux bornes de la capacité moyenne tension (CMT) et la tension (UBT) aux bornes d'une telle capacité basse tension (CBT).
2. 2. Appareil (201, 202, 203, 204) selon la revendication précédente, dit équipé, caractérisé en ce que l'appareil comprend en outre une électrode basse tension (21), laquelle

   - est connectée (33) audit conducteur électrique de sortie (12) pour former une capacité basse tension (CBT) entre ledit conducteur de sortie et un point de base (32) formé par un élément métallique (29)

   -18 accessible depuis l'extérieur de l'enveloppe, notamment lié électriquement et mécaniquement à l'enveloppe ;

   ladite capacité moyenne tension étant déterminée pour réaliser avec ladite capacité basse tension un pont diviseur capacitif agencé pour produire un couplage en tension entre la tension (UMT) aux bornes de la capacité moyenne tension (CMT) et la tension (UBT) aux bornes de ladite capacité basse tension (CBT).
3. 3. Appareil (201, 202, 203) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'électrode basse tension (21) est disposée à l'extérieur de l'enveloppe (29) à laquelle elle est fixée rigidement, par exemple par l'intermédiaire d'au moins un isolant (20), de façon à former la capacité basse tension (CBT) avec ladite enveloppe.
4. 4. Appareil (202, 203) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une plaque conductrice disposée à l'extérieur de l'enveloppe (29) de façon à entourer le conducteur de sortie (12) ou un conducteur connecté à lui, réalisant l'électrode basse tension (21) de façon à former avec ledit conducteur de sortie la capacité basse tension (CBT).
5. 5. Appareil (202) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une plaque conductrice (22) disposée à l'extérieur de l'enveloppe (29) et autour de ou à l'intérieur de l'électrode basse tension (21), et agencée pour être axialement mobile (D22) par rapport à cette dernière de façon à réaliser avec ladite électrode basse tension une variation de capacité permettant un réglage de calibration.
6. 6. Appareil (203) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'électrode moyenne tension (11) comprend au moins une plaque conductrice (18) fixée rigidement à l'enveloppe (29) et connectée électriquement (198) à un élément (19) porté à la moyenne tension (UMT) de façon à réaliser le conducteur moyenne tension objet du couplage.
7. 7. Appareil (202) selon la revendication 2 et l'une quelconque des

   - 19 revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'électrode basse tension (21) est intégrée dans le dispositif de traversée (13).
8. 8. Appareil (203) selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'électrode basse tension (21) est fixée à l'enveloppe (29) de manière amovible (293, 321) et en ce que le conducteur de sortie (12) est connecté à un connecteur de sortie détachable (123) qui est intégré dans le dispositif de traversée (13).
9. 9. Appareil (203) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc adaptateur (3) incluant d'un seul tenant :

   - un cylindre (391) conducteur muni d'un dispositif de fixation (321) compatible avec un dispositif de fixation (293) fixé à l'enveloppe (29) de façon à réaliser une connexion électrique avec ladite enveloppe ;

   - une plaque métallique (21) disposée parallèlement aux parois dudit cylindre de façon à réaliser l'électrode basse tension et former avec ledit cylindre la capacité basse tension (CBT) ;

   - un connecteur amont (312) compatible avec le connecteur (123) du conducteur de sortie (12) et qui est connecté électriquement (33) à l'électrode basse tension (21) ; et

   - un appareil (8) de mesure ou de couplage de la tension régnant entre le cylindre (39) et l'électrode basse tension (21), ou au moins un connecteur aval détachable (38) apte à recevoir un tel appareil (8).
10. 10. Appareil (204) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode basse tension (21) est disposée à l'intérieur de l'enveloppe (29), à laquelle elle est fixée rigidement de façon à former la capacité basse tension (CBT) avec ladite enveloppe, notamment par l'intermédiaire d'au moins un isolant (20).
11. 11. Dispositif d'équipement (3) d'un appareil électrique moyenne ou haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé pour être connecté et/ou fixé à l'enveloppe pré-équipée (29) dudit appareil pré-équipé (401, 402, 403), pour former un appareil équipé selon l'une quelconque des revendications 2 à 9 (201, 202, 203),

    - 20 et en ce que ledit dispositif comprend en outre une électrode basse tension (21), laquelle

    - est connectée (33) audit conducteur électrique de sortie (12) pour former une capacité basse tension (CBT) entre ledit conducteur de sortie et un point de base (32) formé par un élément métallique (29) accessible depuis l'extérieur de l'enveloppe (401, 402, 403, 404), notamment lié électriquement et mécaniquement à l'enveloppe ;

    de sorte que la capacité moyenne tension de ladite enveloppe prééquipée réalise avec ladite capacité basse tension un pont diviseur capacitif agencé pour produire un couplage en tension entre la tension (UMT) aux bornes de la capacité moyenne tension (CMT) et la tension (UBT) aux bornes de ladite capacité basse tension (CBT).
12. 12. Dispositif d'équipement (3) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est agencé pour être connecté et/ou fixé à l'enveloppe pré-équipée (29) d'un appareil pré-équipé (403) selon la revendication 1 pour former un appareil équipé selon l'une quelconque des revendications 3 à 9 (201, 202, 203), et comprend l'électrode basse tension (21) dudit appareil équipé le dispositif d'équipement étant caractérisé en ce que l'électrode basse tension (21) est apte à être fixée à l'enveloppe (29) de manière amovible (293, 321), le conducteur de sortie (12) dudit appareil étant connecté à un connecteur de sortie détachable (123) qui est intégré dans le dispositif de traversée (13) le dispositif d'équipement étant caractérisé en ce qu'il comprend un bloc adaptateur (3) incluant d'un seul tenant :

    - un cylindre (391) conducteur muni d'un dispositif de fixation (321) compatible avec un dispositif de fixation (293) fixé à l'enveloppe (29) de façon à réaliser une connexion électrique avec ladite enveloppe ;

    - une plaque métallique (21) disposée parallèlement aux parois dudit cylindre de façon à réaliser l'électrode basse tension et former avec ledit cylindre la capacité basse tension (CBT) ;

    - un connecteur amont (312) compatible avec le connecteur (123) du conducteur de sortie (12) et qui est connecté électriquement (33) à l'électrode basse tension (21) ; et

    - 21 - un appareil (8) de mesure ou de couplage de la tension régnant entre le cylindre (39) et l'électrode basse tension (21), ou au moins un connecteur aval détachable (38) apte à recevoir un tel appareil (8).

    5 13. Utilisation d'un appareil (201, 202, 203, 204) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 pour réaliser une mesure ou détection de la tension existant

    - entre un conducteur moyenne tension (19, 18) inclus dans ledit appareil,

    - et le point de base (32) dudit appareil ;

    10 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une utilisation d'un couplage en tension entre ledit conducteur moyenne tension et au moins un appareil de traitement (8) réalisant un système d'émission ou de réception de signal électrique.
13. 15 14. Utilisation d'un appareil (201, 202, 203, 204) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour réaliser une communication par courants porteurs par l'intermédiaire d'un conducteur moyenne tension (19, 18) inclus dans ledit appareil ;

    caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une utilisation d'un
14. 20 couplage en tension entre ledit conducteur moyenne tension et au moins un appareil de traitement (8) réalisant un système d'émission ou de réception de signal électrique.

    15. Utilisation d'un appareil (403) selon la revendication 1, pour réaliser
15. 25 une transformation dudit appareil en un appareil selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une étape de montage sur son enveloppe (29) d'un dispositif (3, 8) de mesure ou de couplage selon la revendication 11.

    402

    2/3

    3/3