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EP1946348A1 - Sectionneur de terre et procede de fabrication d'un tel sectionneur de terre - Google Patents

Sectionneur de terre et procede de fabrication d'un tel sectionneur de terre

Info

Publication number
EP1946348A1
EP1946348A1 EP06807186A EP06807186A EP1946348A1 EP 1946348 A1 EP1946348 A1 EP 1946348A1 EP 06807186 A EP06807186 A EP 06807186A EP 06807186 A EP06807186 A EP 06807186A EP 1946348 A1 EP1946348 A1 EP 1946348A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
mounting plate
connection means
phase contact
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP06807186A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1946348B1 (fr
Inventor
Carmelo Gimeno
Gerardo Palmieri
Max Hauri
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Grid Switzerland GmbH
Original Assignee
Areva T&D AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Areva T&D AG filed Critical Areva T&D AG
Publication of EP1946348A1 publication Critical patent/EP1946348A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1946348B1 publication Critical patent/EP1946348B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches

Definitions

  • the present invention relates mainly to earthing switches used in electrical equipment in a sealed gas-insulated switchgear (English-speaking), including single-phase three-phase electrical equipment, and a method of manufacturing the same. such a disconnector.
  • the invention is particularly applicable to an earthing switch, said disconnector very high speed, this type of disconnector having a very short switching time and being able to ground conductors crossed by the current.
  • the earthing switches generally comprise a casing sealed and filled with a dielectric gas, at least one assembly housed in the casing comprising a fixed earth contact, a phase contact and a switching element for electrically connecting the earth contact and phase contact, to ground the phase contact.
  • Such a disconnector is, for example known from JP 56-116810, wherein the switching element is movable in translation along an axis connecting the fixed earth contact and the phase contact.
  • the fixed earth contact is fixed on a plate closing an opening provided in a cylindrical wall of the disconnector envelope.
  • the switching element is, in turn, actuated by an actuating device attached to the inner face of the casing.
  • This disconnector has the disadvantage of being long manufacturing since the mounting of the fixed earth contact and the switching element is carried out in two steps.
  • the fixing on the inner wall of the switching element is complex.
  • the switching element is able to move in rotation about an axis substantially parallel to the axis connecting the fixed earth contact and the phase contact and moves in a plane perpendicular to this axis.
  • the switching element is relatively complex in shape. It is also known from the US document
  • 2004/0042158 an earthing switch in an envelope waterproof housing comprising an envelope and a plate on which is mounted a ground switch, and two electrodes each connected to a conductor.
  • a moving contact is carried by an actuating mechanism, the moving contact moves perpendicularly to the plate.
  • the distance between the mounting plate and the second movable contact is very important, the disconnector is very bulky.
  • an earthing switch comprising an envelope and a cover for delimiting a sealed space, at least one fixed earth contact, a phase contact and a switching element being mounted on the cover, thereby allowing a pre assembly before mounting on the envelope.
  • the earthing switch comprises a mounting plate provided with a fixed earth contact, a phase contact and a switching element adapted to electrically connect the earth contact and the phase contact. , and an envelope provided with a conductive bar, the phase contact being electrically connected to the conductive bar.
  • the present invention thus mainly relates to an assembly for an earthing switch comprising a fixed earth contact, a phase contact adapted to be electrically connected to a conducting bar, a mobile connection means capable of bringing the fixed earth contact and the phase contact, the fixed earth contact, the phase contact and the connection means into electrical contact.
  • the phase contact advantageously comprises a connector for electrically connecting the phase contact and the conductive bar.
  • the assembly according to the present invention comprises a device for actuating the mobile connection means. mounted on the mounting plate, said assembly comprising a rotary shaft adapted to be set in motion by the actuating device, said rotary shaft being mounted substantially perpendicular to the mounting plate, said assembly also comprising a connecting rod mechanism connected by a first end to the shaft and at another end by means of movable connection for transforming the rotational movement of the shaft into a translation movement of the movable connection means,
  • the mobile connection means and the link mechanism are contained in a plane substantially parallel to the mounting plate.
  • the mobile connection means comprises a rod
  • the fixed earth contact comprises a passage for slidingly receiving the rod
  • the phase contact comprises a cavity for receiving an end of the rod.
  • the rod may be made of silver-plated copper and an end of the rod intended to come into contact with the phase contact may be made of an arcing-resistant material, such as a copper-tungsten alloy.
  • the phase contact comprises a tulip-shaped connection element disposed in the cavity of the phase contact.
  • the earth contact may also be tulip shaped, made of a conductive and elastic material, such as a copper-chromium alloy. Said tulip-shaped connection element being screwed into the passage of the earth contact.
  • the earth contact may also include a guide sleeve 46 disposed within the tulip-shaped connecting member, said guide sleeve being pinched in the tulip-shaped connecting member between the element tulip-shaped connection piece and a ring screwed to said tulip-shaped member.
  • the guide sleeve is for example made of thermoplastic material.
  • the assembly according to the present invention comprises three fixed earth contacts respectively associated with a phase contact and with a mobile connection means, the mobile connection means being able to move along axes. parallel.
  • a single actuating mechanism for the three mobile connection means is also conceivable.
  • the present invention also relates to a gas-insulated earthing switch comprising a housing, at least one conductive bar and at least one assembly according to the present invention, sealingly closing an opening of the housing.
  • the conductive bar may comprise a connection part to the phase contact.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing an earthing switch comprising the steps of: a) mounting at least one fixed earth contact, at least one phase contact and at least one means movable connection to a mounting plate, b) fixing said mounting plate to a housing.
  • the manufacturing method according to the present invention may also comprise: during step a) the mounting of a device for actuating the mobile connection means on the mounting plate, - during step b), the connection automatic said phase contact with a conductive bar contained in the housing and / or the establishment of a sealing means between the mounting plate and the housing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a disconnector according to the present invention
  • FIG. 2 is a top view in partial section of the disconnector of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a view from above of a detail indicated by the arrow A in FIG. 1
  • FIG. 4 is a detailed view of a ground contact of the disconnector of FIG. 1.
  • the present invention applies to both single-phase earthing switches and three-phase earthing switches.
  • an earthing or earthing switch having a housing 2 comprising an opening 4 allowing access to the inside of the housing 2 can be seen.
  • the opening is circular but it can provide a polygonal opening, for example of square shape.
  • the disconnector also comprises a cover 6 formed by a plate, intended to seal the opening 4, in order to define with the housing 2 a sealed volume for containing a dielectric gas. Subsequently, this plate 6 will be called mounting plate.
  • the housing 2 and the plate 6 can be made for example of aluminum.
  • the housing 2 comprises three conductive bars 8 (only one is visible in Figure 1) disposed substantially parallel and held in the housing 2 through a plate 10 of insulating material.
  • the bars 8 are, for example, arranged in the same plane or in a triangle.
  • the earthing switch also comprises means for grounding each of the busbars 8. These means comprise, for each busbar 8, an earth contact 12, a phase contact 14 and a movable electrical connection means 16 between the earth contact 12 and phase contact 14.
  • the earth contact 12, the phase contact 14 and the mobile connection means 16 are mounted on an inner face 18 of the mounting plate 6, thus allowing a pre-assembly of the setting assembly. ground before closing the case.
  • a three-phase earthing switch it comprises, in the example shown, the same three grounding means, we will describe the grounding means associated with a conductive bar.
  • the fixed earth contact 12 comprises a rod 20 mounted by a first end 22 in passage 24 formed in the mounting plate 6.
  • the rod 20 is, in the example shown, substantially perpendicular to the mounting plate 6.
  • This rod 20 is, for example, made integral with the mounting plate 6 by means of a set of screws directly screwed into bores provided in an outer face 26 of the mounting plate 6.
  • a plate 28 is fixed to the end 22 of the rod 20 by a screw 30, and said plate 28 is secured to the mounting plate 6 by screws
  • the disc-shaped plate 28 is connected to the earth by a connection 34.
  • This connection 34 in the form of a rectangular plate is fixed at one end to the plate 28 by means of a screw 32, and by a second end to the plate 6 by means of a screw 113.
  • a sleeve 23 of insulating material is disposed between the assembly 20-wafer rod 28 and the wall of the passage 24 so as to isolate the earth contact 12 of the mounting plate 6.
  • An insulating sleeve is also provided between the screw 111 and the plate 6 ( Figure 3).
  • This configuration advantageously makes it possible to measure the current in the earth contact 12.
  • the earth rod 20 comprises a through passage 38 whose Y axis is substantially orthogonal to the main axis X of the rod 20, allowing the passage of a connecting element forming the means of mobile connection 16.
  • the connection element has the shape of a rod in the example shown.
  • the rod 16 is movable along the Y axis between a first isolation position of the earth contact 12 and the phase contact 14 (shown in solid lines in FIG. 2) and a second position of electrical connection between the earth contact 12 and the phase contact 14 (shown in dashed lines in FIG. 2).
  • the rod 16 is made of, for example silver-plated copper, and its end 50 intended to come into contact with the phase contact, is made of a material resistant to electric arcs, such as a copper alloy and tungsten.
  • the rod 16 is held in the passage 38.
  • a tulip-shaped contact element 42 is mounted in the passage 38.
  • the particular shape of the connection element 42 makes it possible to compensate for misalignments and thus to ensure permanent electrical contact between the rod 16 of the mobile connection means and the earth contact 12.
  • the element 42 is made of an elastically deformable material and electrically conductive, for example an alloy of copper and chromium.
  • a guide sleeve 46 is advantageously disposed inside the tulip-shaped element 42 to improve the axial guidance of the rod 16.
  • the sleeve 46 has an internal diameter substantially equal to the diameter of the rod 16 and a diameter outside the diameter at rest of the element 42 in the form of a tulip
  • This sleeve 46 is also made of an insulating material, offering sliding properties, and more flexible than that comprising the rod 16, for example a thermoplastic material, by example of polyethylene terephthalate.
  • the guiding sleeve 46 is of sufficient length to prevent jamming of the rod 16.
  • the guide sleeve 46 for example a length equal to 2 to 3 times the diameter of the rod 16.
  • FIG. 4 shows an example of mounting of the tulip-shaped contact 42 and the sleeve 46 on the earth contact 12.
  • the earth contact 12 comprises a threaded portion 121 in which the contact 42 is screwed in.
  • the sleeve 46 has an annular projection 461 pinched between an annular bead 442 of a ring 44 and a lower end 422 of the contact 42, the ring 44 having a tapping 441 cooperating with the thread 421 of the contact 42.
  • the earth contact 16 is permanently in contact with the rod 16.
  • the phase contact 14 is arranged at a determined distance d from the earth contact 12 and is aligned therewith and with the rod 16 along the Y axis.
  • the phase contact 14 comprises a body 47 provided with a cavity 48 to receive a first end 50 of the rod 16.
  • the cavity 48 is provided with a contact member 52 in the form of a tulip, made of a conductive material, identical to that not forming the element 42.
  • L element 52 advantageously comprises a crown made of a material arc-resistant.
  • the element 52 is advantageously fixed in the cavity 48, for example by screwing into the bottom of the cavity. Snap fastening may also be considered.
  • the phase contact 14 is integral with the mounting plate 6. In the example shown, the phase contact 14 is mounted on a support plate 54, fixed by a first end 56 to a second end 36 of the rod 20 and by a second end 58 to at least one axis 60 secured to the mounting plate 6.
  • the support plate 54 in dotted line, on which the three phase contacts 14 are mounted.
  • the support plate 54 is fixed on the mounting plate 6 by two axes 60 and the three rods 20.
  • two additional axes 60 ' are provided. These are arranged between the earth rods 20 and connect the support plate 54 to the mounting plate 6, which makes it possible to reduce the mechanical stresses on the earth rods 20.
  • the support plate 54 is made of an insulating material to hold the service and test voltages of the conductive bar 8.
  • the phase contact 14 is intended to be connected to a corresponding conducting rod 8, during mounting of the mounting plate 6 on the housing 2.
  • the phase contact 14 may comprise a connector such as that described in document FR 2 811 147, having a cylinder shape provided with lamellae covered with a conductive material.
  • phase contact 14 is arranged on the mounting plate 6, so that during assembly it is aligned with the connection portion of the conductive bar 8.
  • the disconnector also comprises an actuating device 62 of the mobile connection means 16, advantageously mounted on the mounting plate 6. Alternatively, this actuating device could also be arranged on the housing 2.
  • the disconnector comprises a suitable shaft 64 to be driven by a drive shaft (not visible) of the actuating device 62.
  • the driven shaft 62 is rotatably mounted in a passage 66 passing through the mounting plate 6, substantially perpendicular thereto by means of Bearings 68.
  • the rotational movement of the shaft 64 is effected in a sealed manner, for this sealing means 70, for example O-rings are mounted in grooves formed in the periphery of the shaft 64. Grooves provided in the wall of the passage
  • the shaft 64 is provided with a stop 72 on the inside and the outside of the mounting plate for axially holding the shaft 64.
  • the shaft 64 is connected by a first end (not visible) to an activation means mounted on the outer face of the mounting plate 6.
  • the activation means may be of the electric type.
  • the disconnector also comprises a connecting rod mechanism 74 (FIG. 2) connected to a second end 78 of the shaft 64 and at one end 79 of the rod 16, opposite the end intended to penetrate into the cavity 48 of the contact of phase 14.
  • a connecting rod mechanism 74 (FIG. 2) connected to a second end 78 of the shaft 64 and at one end 79 of the rod 16, opposite the end intended to penetrate into the cavity 48 of the contact of phase 14.
  • the connecting rod mechanism 74 comprises a first lever 80 connected by a first end in rotation to the shaft 64 and a second lever 82 mounted free to rotate on a second end of the first lever 80 and on the end 79 of the rod 16.
  • the rod 16 is electrically insulated from the second lever 82, for example by means of sleeves 81a, 81b of electrically insulating material.
  • the actuating device 62 on the housing 2; this could for example be formed by a pusher disposed axially behind the rod 16 relative to the contacts 12 and 14.
  • the mounting plate 6 is intended to be fixed on the housing 2 to seal the opening 4 sealingly .
  • the opening 4 is bordered by an annular bearing surface 86 forming a support for the outer edge of the mounting plate 6.
  • a sealing means 87 is interposed between the bearing surface 86 and the outer edge of the mounting plate 6.
  • the link mechanism 74, the rod 16 and the earth contacts 12 and phase 14 are substantially in the same plane parallel to the mounting plate 6. This allows for a relatively flat configuration of the earthing part of the disconnector.
  • the distance D between the mounting plate 6 and the plane of movement of the grounding assembly can be chosen relatively small, taking into account, however, a minimum isolation distance between the phase contact 14 and the plate mounting 6.
  • dimensions of the assembly according to the present invention can be given for an earthing switch whose holding voltage is 275kv, filled with a SF6 type dielectric gas at a nominal pressure of 6.3 bars:
  • the distance D between the Y axis and the face 18 is 97 mm, the distance d between a free end 90 of the phase contact 14 opposite the inside face of the mounting plate 18 and this face 18 is 55 mm. .
  • a second example can be given for a withstand voltage of 375 kV; in this case, the distance D between the Y axis and the face 18 would be 117 mm, the distance d between a free end 90 of the phase contact 14 facing the inside of the mounting plate 18 and the face 18 is 65 mm.
  • the distance D therefore corresponds to the thickness of the grounding mechanism in the chamber. This appears to be relatively weak compared to the mechanism described in the document
  • the present invention makes it possible to reduce the number of seals to be produced, and thus to reduce the risk of leakage of dielectric gas.
  • the present invention also allows great freedom for the mounting and positioning of the earthing switch, and the configuration of the complete electrical equipment. We will now explain the operation of this disconnector according to the present invention.
  • the shaft 64 is rotated by the drive means 62 disposed outside the housing 2 about its axis, causing the connection means 16 to slide towards the contact phase 14.
  • the end of the rod 16 then enters the contact element 52.
  • the rod 16 then provides the electrical connection between the earth contact 12 and the phase contact 14 ( Figure 2, dotted), and the grounding of the conductive bar 8 connected to the phase contact 14.
  • the manufacturing method comprises the steps of: a) fixing on a mounting plate 6 at least one assembly comprising a ground contact 12, a phase contact 14 and a movable electrical connection means 16 between the phase contacts 14 and earth 12, b) fixing the mounting plate 6 on a housing 2 having at least one conductive bar 8.
  • the connection of the phase contact 14 with the conductive bar 8 takes place automatically when mounting the mounting plate 6 on the housing 2.
  • it can also be provided to fix a movement mechanism 62 of the connecting means 16 on the mounting plate 6.
  • step b) a sealing means 87 is interposed between the mounting plate 6 and the housing 2.

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

SECTIONNEUR DE TERRE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL
SECTIONNEUR DE TERRE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR
La présente invention se rapporte principalement à des sectionneurs de terre utilisés dans les appareillages électriques sous enveloppe métallique étanche (« gas-insulated switchgear » en dénomination anglo-saxonne), notamment les appareillages électriques triphasés à enveloppe unique, et à un procédé de fabrication d'un tel sectionneur.
L'invention s'applique particulièrement à un sectionneur de terre, dit sectionneur très haute vitesse, ce type de sectionneur présentant un temps de commutation très faible et étant capable de mettre à la terre des conducteurs traversés par le courant.
Les sectionneurs de terre comportent généralement une enveloppe fermée de manière étanche et remplie d'un gaz diélectrique, au moins un ensemble logé dans l'enveloppe comprenant un contact de terre fixe, un contact de phase et un élément de commutation destiné à connecter électriquement le contact de terre et le contact de phase, pour mettre à la terre le contact de phase.
Un tel sectionneur est, par exemple connu du document JP 56-116810, dans lequel l'élément de commutation est mobile en translation selon un axe reliant le contact de terre fixe et le contact de phase. Le contact de terre fixe est fixé sur une plaque obturant une ouverture prévue dans une paroi cylindrique de l'enveloppe du sectionneur. L'élément de commutation est, quant à lui, actionné par un dispositif d' actionnement fixé sur la face intérieure de l'enveloppe.
Ce sectionneur présente l'inconvénient d'être de fabrication longue puisque le montage du contact de terre fixe et de l'élément de commutation s'effectue en deux étapes. De plus la fixation sur la paroi interne de l'élément de commutation est complexe.
Du document WO 2005/018066, est connu un autre type de sectionneur, comportant un contact de terre fixe, un contact de phase et un élément de commutation, le contact de terre étant décalé par rapport à la direction axiale de déplacement de l'élément de commutation. Ce sectionneur apparaît comme relativement encombrant.
On connaît également du document EP 1 507 274, un sectionneur de terre, dans lequel le contact de terre fixe, l'élément de commutation et son dispositif d' actionnement sont assemblés sur une même plaque, qui est elle-même fixée sur l'enveloppe du sectionneur .
L'élément de commutation est apte à se déplacer en rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe reliant le contact de terre fixe et le contact de phase et se déplace dans un plan perpendiculaire à cet axe. L'élément de commutation est de forme relativement complexe. II est également connu du document US
2004/0042158 un sectionneur de terre sous enveloppe étanche comportant une enveloppe et une plaque sur laquelle est monté un commutateur de terre, et deux électrodes reliées chacune à un conducteur. Un contact mobile est porté par un mécanisme d' actionnement , le contact mobile se déplace perpendiculairement à la plaque. La distance entre la plaque de montage et le deuxième contact mobile est très importante, le sectionneur est donc très encombrant.
C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un sectionneur de terre de réalisation simple et de maintenance facilitée.
C'est également un but de la présente invention d'offrir un sectionneur de terre d' encombrement réduit .
EXPOSÉ DE L'INVENTION
Les buts précédemment énoncés sont atteints par un sectionneur de terre comportant une enveloppe et un couvercle destinés à délimiter un espace étanche, au moins un contact de terre fixe, un contact de phase et un élément de commutation étant montés sur le couvercle, permettant ainsi un pré assemblage avant le montage sur l'enveloppe.
En d'autres termes, le sectionneur de terre comporte une plaque de montage munie d'un contact de terre fixe, d'un contact de phase et d'un élément de commutation apte à connecter électriquement le contact de terre et le contact de phase, et une enveloppe munie d'une barre conductrice, le contact de phase venant se connecter électriquement à la barre conductrice. Ainsi un sous-ensemble peut être préalablement réalisé, puis fixé sur l'enveloppe, la connexion électrique entre la barre conductrice et le contact de phase étant prévue pour être automatique lors du montage de la plaque de montage sur l'enveloppe. D'autre part un mécanisme d' actionnement dudit élément de commutation peut être également préalablement fixé sur la plaque de montage.
Ce sectionneur présente l'avantage d'être de configuration relativement plane en raison de la disposition des différents contacts dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de montage. En outre, son montage, ainsi que l'isolation étanche de l'intérieur du sectionneur par rapport à l'environnement extérieur sont simplifiés La présente invention a ainsi principalement pour objet un ensemble pour un sectionneur de terre comportant un contact de terre fixe, un contact de phase apte à être connecté électriquement à une barre conductrice, un moyen de connexion mobile apte à mettre en contact électrique le contact de terre fixe et le contact de phase, le contact de terre fixe, le contact de phase et le moyen de connexion mobile étant montés sur une plaque de montage . Le contact de phase comporte avantageusement un connecteur pour connecter électriquement le contact de phase et la barre conductrice .
Dans un exemple particulier de réalisation, l'ensemble selon la présente invention comporte un dispositif d' actionnement du moyen de connexion mobile monté sur la plaque de montage, ledit ensemble comportant un arbre rotatif apte à être mis en mouvement par le dispositif d' actionnement , ledit arbre rotatif étant monté sensiblement perpendiculairement à la plaque de montage, ledit ensemble comportant également un mécanisme de bielle raccordé par une première extrémité à l'arbre et par une autre extrémité au moyen de connexion mobile pour transformer le mouvement de rotation de l'arbre en un mouvement de translation du moyen de connexion mobile, .
De manière avantageuse, le moyen de connexion mobile et le mécanisme de bielle sont contenus dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de montage. Dans un exemple de réalisation, le moyen de connexion mobile comprend une tige, le contact de terre fixe comporte un passage pour recevoir à coulissement la tige et le contact de phase comporte une cavité pour recevoir une extrémité de la tige. La tige peut être réalisée en cuivre argenté et une extrémité de la tige destinée à venir en contact avec le contact de phase peut être en un matériau résistant aux arcs électriques, tel qu'un alliage de cuivre-tungstène. De manière avantageuse, le contact de phase comporte un élément de connexion en forme de tulipe disposé dans la cavité du contact de phase. Le contact de terre peut également être en forme de tulipe, réalisé en un matériau conducteur et élastique, tel qu'un alliage de cuivre-chrome. Ledit élément de connexion en forme de tulipe étant fixé par vissage dans le passage du contact de terre.
Le contact de terre peut également comporter un manchon de guidage 46 disposé à l'intérieur de l'élément de connexion en forme de tulipe, ledit manchon de guidage étant maintenu par pincement dans l'élément de connexion en forme de tulipe entre l'élément de connexion en forme de tulipe et une bague vissée sur ledit élément en forme de tulipe .
Le manchon de guidage est par exemple réalisé en matériau thermoplastique.
Dans le cas d'un sectionneur triphasé, l'ensemble selon la présente invention comporte trois contacts de terre fixes associés respectivement à un contact de phase et à un moyen de connexion mobile, les moyens de connexion mobiles étant aptes à se déplacer suivant des axes parallèles. De manière avantageuse, il est prévu un mécanisme d' actionnement unique pour les trois moyens de connexion mobiles. Mais un mécanisme d' actionnement pour chaque moyen de connexion mobile est également envisageable . La présente invention a également pour objet un sectionneur de terre à isolation au gaz comprenant un boîtier, au moins un barre conductrice et au moins un ensemble selon la présente invention, obturant de manière étanche une ouverture du boîtier. La barre conductrice peut comporter une partie de connexion au contact de phase. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un sectionneur de terre comprenant les étapes : a) de montage d'au moins un contact de terre fixe, d'au moins un contact de phase et d'au moins un moyen de connexion mobile sur une plaque de montage, b) de fixation de ladite plaque de montage sur un boîtier. Le procédé de fabrication selon la présente invention peut comporter également : lors de l'étape a) le montage d'un dispositif d' actionnement du moyen de connexion mobile sur la plaque de montage, - lors de l'étape b) , la connexion automatique dudit contact de phase avec une barre conductrice contenue dans le boîtier et/ou la mise en place d'un moyen d'étanchéité entre la plaque de montage et le boîtier.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre et des dessins en annexes, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un sectionneur selon la présente invention,
- la figure 2 est une vue de dessus en coupe partielle du sectionneur de la figure 1,
- la figure 3 est une vue de dessus d'un détail indiqué par la flèche A sur la figure 1, - la figure 4 est une vue de détail d'un contact de terre du sectionneur de la figure 1.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La présente invention s'applique à la fois aux sectionneurs de terre monophasés et aux sectionneurs de terre triphasés.
Nous décrirons par la suite un sectionneur de terre triphasé.
Sur la figure 1, on peut voir un sectionneur de terre ou de mise à la terre comportant un boîtier 2 comprenant une ouverture 4 permettant d'accéder à l'intérieur du boîtier 2.
Dans l'exemple représenté, l'ouverture est circulaire mais on peut prévoir une ouverture polygonale, par exemple de forme carrée.
Le sectionneur comporte également un couvercle 6 formé par une plaque, destiné à obturer de manière étanche l'ouverture 4, afin de délimiter avec le boîtier 2 un volume étanche destiné à contenir un gaz diélectrique. Par la suite, cette plaque 6 sera appelée plaque de montage.
Le boîtier 2 et la plaque 6 peuvent être réalisés par exemple en aluminium.
Le boîtier 2 comporte trois barres conductrices 8 (une seule est visible sur la figure 1) disposées sensiblement parallèlement et maintenues dans le boîtier 2 par l'intermédiaire d'une plaque 10 en matériau isolant. Les barres 8 sont, par exemple, disposées dans un même plan ou en triangle. Le sectionneur de terre comporte également des moyens pour mettre à la terre chacune des barres conductrices 8. Ces moyens comprennent, pour chaque barre conductrice 8, un contact de terre 12, un contact de phase 14 et un moyen de connexion électrique mobile 16 entre le contact de terre 12 et le contact de phase 14.
Selon la présente invention, le contact de terre 12, le contact de phase 14 et le moyen de connexion mobile 16 sont montés sur une face intérieure 18 de la plaque de montage 6, permettant ainsi un pré assemblage de l'ensemble de mise à la terre avant la fermeture du boîtier.
Dans le cas d'un sectionneur de terre triphasé, celui-ci comporte, dans l'exemple représenté, les trois mêmes moyens de mise à la terre, nous décrirons les moyens de mise à la terre associés à une barre conductrice.
Le contact de terre fixe 12 comporte une tige 20 montée par une première extrémité 22 dans passage 24 pratiqué dans la plaque de montage 6. La tige 20 est, dans l'exemple représenté, sensiblement perpendiculaire à la plaque de montage 6.
Cette tige 20 est, par exemple, rendue solidaire de la plaque de montage 6 au moyen d'un ensemble de vis, directement vissé dans des alésages prévus dans une face extérieure 26 de la plaque de montage 6.
Dans l'exemple représenté en détail sur la figure 3, une plaquette 28 est fixée à l'extrémité 22 de la tige 20 par une vis 30, et ladite plaquette 28 est solidarisée à la plaque de montage 6 par des vis
110. La plaquette 28, en forme de disque, est connectée à la terre par une liaison 34. Cette liaison 34 en forme de plaquette rectangulaire est fixée par une extrémité à la plaquette 28 au moyen d'une vis 32, et par une deuxième extrémité à la plaque 6 au moyen d'une vis 113. Il est prévu entre le la plaque 6 et la plaquette 34 une entretoise conductrice électriquement
(non visible). D'autres moyens de fixation entre les éléments 28,34, et 6 sont envisageables.
De manière avantageuse, un manchon 23 en matériau isolant est disposé entre l'ensemble tige 20 - plaquette 28 et la paroi du passage 24 de manière à isoler le contact de terre 12 de la plaque de montage 6. Un manchon isolant est également prévu entre la vis 111 et la plaque 6 (figure 3) .
Cette configuration permet avantageusement de mesurer le courant dans le contact de terre 12.
A l'intérieur du boîtier 2, la tige de terre 20 comporte un passage 38 traversant dont l'axe Y est sensiblement orthogonal à l'axe principal X de la tige 20, permettant le passage d'un élément de connexion formant le moyen de connexion mobile 16. L'élément de connexion a la forme d'une tige dans l'exemple représenté.
La tige 16 est mobile selon l'axe Y entre une première position d' isolation du contact de terre 12 et du contact de phase 14 (représentée en trait plein sur la figure 2) et une deuxième position de connexion électrique entre le contact de terre 12 et le contact de phase 14 (représentée en pointillés sur la figure 2) .
La tige 16 est réalisée, par exemple en cuivre argenté, et son extrémité 50 destinée à venir en contact avec le contact de phase, est réalisée en un matériau résistant aux arcs électriques, tel qu'un alliage de cuivre et de tungstène.
Dans la première position, la tige 16 est maintenue dans le passage 38. De manière avantageuse, comme on peut le voir sur la figure 4, un élément de contact 42 en forme de tulipe est monté dans le passage 38. La forme particulière de l'élément de connexion 42 permet de compenser les défauts d'alignement et ainsi d'assurer un contact électrique permanent entre la tige 16 du moyen de connexion mobile et le contact de terre 12. L'élément 42 est réalisé en un matériau élastiquement déformable et électriquement conducteur, par exemple en un alliage de cuivre et de chrome. Un manchon de guidage 46 est disposé, avantageusement à l'intérieur de l'élément 42 en forme de tulipe pour améliorer le guidage axial de la tige 16. Le manchon 46 a un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre de la tige 16 et un diamètre extérieur inférieur au diamètre au repos de l'élément 42 en forme de tulipe Ce manchon 46 est également réalisé en un matériau isolant, offrant des propriétés de glissement, et plus souple que celui composant la tige 16, par exemple en un matériau thermoplastique, par exemple du polyéthylènethéraphtalate . Le manchon de guidage 46 est de longueur suffisante pour éviter le coincement de la tige 16. Le manchon de guidage 46, par exemple une longueur égale à 2 à 3 fois le diamètre de la tige 16.
Sur la figure 4, on peut voir un exemple de montage de du contact 42 en forme de tulipe et du manchon 46 sur le contact de terre 12. Le contact de terre 12 comporte une partie taraudée 121 dans laquelle vient se visser le contact 42 au moyen d'une partie filetée extérieure 421. Le manchon 46 comporte une saillie annulaire 461 pincée entre un talon annulaire 442 d'une bague 44 et une extrémité inférieure 422 du contact 42, la bague 44 comportant un taraudage 441 coopérant avec le filetage 421 du contact 42.
Dans l'exemple représenté, le contact de terre 16 est en permanence en contact avec la tige 16. En variante, on pourrait prévoir une tige 16 en retrait du contact de terre et qui viendrait uniquement en contact avec le contact de terre 12 dans le cas d'une mise à la terre.
Il serait envisageable de monter la tige 16 coulissante dans le contact de phase 14 et de déplacer la tige 16 en direction du contact de terre.
Le contact de phase 14 est disposé à une distance d déterminée du contact de terre 12 et est aligné avec celui-ci et avec la tige 16 selon l'axe Y. Le contact de phase 14 comporte un corps 47 muni d'une cavité 48 pour recevoir une première extrémité 50 de la tige 16. De manière avantageuse, la cavité 48 est munie d'un élément de contact 52 en forme de tulipe, réalisé en un matériau conducteur, identique au non à celui formant l'élément 42. L'élément 52 comporte avantageusement une couronne en un matériau résistant aux arcs électriques. L'élément 52 est avantageusement fixé dans la cavité 48, par exemple par vissage dans le fond de la cavité. Une fixation par encliquetage peut également être envisagée. Le contact de phase 14 est solidaire de la plaque de montage 6. Dans l'exemple représenté, le contact de phase 14 est monté sur une plaque support 54, fixée par une première extrémité 56 à une deuxième extrémité 36 de la tige 20 et par une deuxième extrémité 58 à au moins un axe 60 solidaire de la plaque de montage 6.
Sur la figure 2, on peut voir la plaque support 54 en pointillé, sur laquelle les trois contacts de phase 14 sont montés. Dans l'exemple représenté, la plaque support 54 est fixée sur la plaque de montage 6 par deux axes 60 et les trois tiges 20. Comme le montre la figure 2, deux axes 60' supplémentaires sont prévus. Ceux-ci sont disposés entre les tiges de terre 20 et relient la plaque support 54 à la plaque de montage 6, ce qui permet de réduire les sollicitations mécaniques sur les tiges de terre 20.
La plaque support 54 est réalisée en un matériau isolant pour tenir les tensions de service et d'essai de la barre conductrice 8.
Le contact de phase 14 est destiné à être connecté à une tige conductrice 8 correspondante, lors du montage de la plaque de montage 6 sur le boîtier 2.
Il est prévu, de manière avantageuse, une connexion automatique du contact de phase 14 et de la tige conductrice 8. Pour cela le contact de phase 14 peut comporter un connecteur tel que celui décrit dans le document FR 2 811 147, ayant une forme de cylindre muni de lamelles recouvert d'un matériau conducteur.
Le contact de phase 14 est disposé sur la plaque de montage 6, de manière à ce que lors du montage il soit aligné avec la partie de connexion de la barre conductrice 8.
Ainsi, lors de la fixation de la plaque de montage 6 sur le boîtier 2, le connecteur pénètre automatiquement dans l'élément de connexion 101 fixé à la barre conductrice 8, évitant toute intervention supplémentaire pour réaliser cette connexion et donc toute ouverture supplémentaire pour atteindre l'intérieur du boîtier. Le sectionneur comporte également un dispositif d' actionnement 62 du moyen de connexion mobile 16, avantageusement monté sur la plaque de montage 6. En variante, ce dispositif d' actionnement pourrait également être disposé sur le boîtier 2. Le sectionneur comporte un arbre 64 apte à être entraîné par un arbre d'entraînement (non visible) du dispositif d' actionnement 62. L'arbre entraîné 62 est monté libre en rotation dans un passage 66 traversant la plaque de montage 6, sensiblement perpendiculairement à celle-ci au moyen de paliers 68. Le déplacement en rotation de l'arbre 64 s'effectue de manière étanche, pour cela des moyens d'étanchéité 70, par exemple des joints toriques sont montés dans des gorges pratiquées dans la périphérie de l'arbre 64. Des gorges prévues dans la paroi du passage
66 sont également envisageables. L'arbre 64 est muni d'une butée 72 du côté intérieur et du côté extérieur de la plaque de montage pour maintenir axialement cet arbre 64.
L'arbre 64 est raccordé par une première extrémité (non visible) à un moyen d'activation monté sur la face extérieure de la plaque de montage 6. Le moyen d'activation peut être de type électrique.
Le sectionneur comporte également un mécanisme de bielle 74 (figure 2) raccordé à une deuxième extrémité 78 de l'arbre 64 et à une extrémité 79 de la tige 16, opposée à l'extrémité destinée à venir pénétrer dans la cavité 48 du contact de phase 14.
Le mécanisme de bielle 74 comporte un premier levier 80 lié par une première extrémité en rotation à l'arbre 64 et un deuxième levier 82 monté libre en rotation sur une deuxième extrémité du premier levier 80 et sur l'extrémité 79 de la tige 16.
La tige 16 est isolée électriquement du deuxième levier 82, par exemple au moyen de manchons 81a, 81b en matériau électriquement isolant.
Ainsi le mouvement de rotation de l'arbre 64 est transformé en mouvement de translation de la tige 16. Dans l'exemple représenté en figure 2, les trois extrémités 79 des tiges 16 sont raccordées à une barre transversale unique 84, sur laquelle le deuxième levier 82 est articulé. Ainsi, l' actionnement de l'arbre 64 permet de déplacer simultanément les trois tiges 16. On pourrait cependant prévoir un mécanisme d' actionnement séparé pour chaque tige 16, c'est-à-dire pour chaque ensemble de mise à la terre.
Comme décrit précédemment, on pourrait également prévoir de fixer le dispositif d' actionnement 62 sur le boîtier 2 ; celui-ci pourrait par exemple être formé par un poussoir disposé axialement en arrière de la tige 16 par rapport aux contacts 12 et 14. La plaque de montage 6 est destinée à être fixée sur le boîtier 2 pour obturer l'ouverture 4 de manière étanche. L'ouverture 4 est bordée par une portée annulaire 86 formant un appui pour la bordure extérieure de la plaque de montage 6. Un moyen d'étanchéité 87 est interposé entre la portée 86 et la bordure extérieure de la plaque de montage 6.
Comme on peut l'observer, le mécanisme de bielle 74, la tige 16 et les contacts de terre 12 et de phase 14 sont sensiblement dans un même plan parallèle à la plaque de montage 6. Ceci permet d'avoir une configuration relativement plane de la partie de mise à la terre du sectionneur.
La distance D entre la plaque de montage 6 et le plan de déplacement de l'ensemble de mise à la terre peut être choisie relativement faible, en tenant compte cependant d'une distance minimale d'isolation entre le contact de phase 14 et la plaque de montage 6.
A titre d'exemple, on peut donner des dimensions de l'ensemble selon la présente invention pour un sectionneur de terre dont la tension de tenue est de 275kv, rempli avec un gaz diélectrique de type SF6 sous pression nominale de 6,3 bars :
La distance D entre l'axe Y et la face 18 est de 97 mm, la distance d entre une extrémité libre 90 du contact de phase 14 en regard de la face intérieure de plaque de montage 18 le et cette face 18 est de 55 mm.
Un second exemple peut être donné pour une tension de tenue de 375 kV ; dans ce cas, la distance D entre l'axe Y et la face 18 serait de 117 mm, la distance d entre une extrémité libre 90 du contact de phase 14 en regard de la face intérieure de plaque de montage 18 le et cette face 18 est de 65 mm.
Ces dimensions, ainsi que la longueur de la connexion entre 101 et 54 dépendent des paramètres ci- dessus, dans une moindre mesure de la forme et de la surface des électrodes.
La distance D correspond donc à l'épaisseur du mécanisme de mise à la terre dans la chambre. Celle- ci apparaît donc comme relativement faible par rapport à celle du mécanisme décrit dans le document
US2004/0042158.
La présente invention permet de réduire le nombre d' étanchéités à réaliser, et ainsi de diminuer les risques de fuite de gaz diélectrique.
De plus, dans le cas d'une maintenance, il suffit de retirer la plaque de montage 6, sans avoir à démonter d'autres pièces du sectionneur.
En outre, le nombre d'éléments est réduit ce qui permet de diminuer le coût de revient d'un sectionneur . La présente invention permet également une grande liberté pour le montage et le positionnement du sectionneur de terre, et la configuration de l'appareillage électrique complet. Nous allons maintenant expliquer le fonctionnement de ce sectionneur selon la présente invention .
Pour mettre la barre conductrice 8 à la terre, l'arbre 64 est mis en rotation par le moyen d'entraînement 62 disposé à l'extérieur du boîtier 2 autour de son axe, provoquant un coulissement du moyen de connexion 16 en direction du contact de phase 14. L'extrémité de la tige 16 pénètre alors dans l'élément de contact 52. La tige 16 assure alors la connexion électrique entre le contact de terre 12 et le contact de phase 14 (figure 2, en pointillé), et la mise à la terre de la barre conductrice 8 connectée au contact de phase 14.
Nous allons également décrire le procédé de fabrication d'un tel sectionneur de terre.
Le procédé de fabrication comporte les étapes : a) de fixation sur une plaque de montage 6 d' au moins un ensemble comportant un contact de terre 12, un contact de phase 14 et un moyen mobile de connexion électrique 16 entre les contacts de phase 14 et de terre 12, b) de fixation de la plaque de montage 6 sur un boîtier 2 comportant au moins une barre conductrice 8. De manière avantageuse, la connexion du contact de phase 14 avec la barre conductrice 8 s'effectue de manière automatique lors d'un montage de la plaque de montage 6 sur le boîtier 2. Lors de l'étape a), il peut également être prévu de fixer un mécanisme de déplacement 62 du moyen de connexion 16 sur la plaque de montage 6.
Lors de l'étape b) , un moyen d'étanchéité 87 est interposé entre la plaque de montage 6 et le boîtier 2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble pour un sectionneur de terre comportant un contact de terre fixe (12), un contact de phase (14) apte à être connecté électriquement à une barre conductrice (8), un moyen de connexion mobile
(16) apte à mettre en contact électrique le contact de terre (12) fixe et le contact de phase (14), le contact de terre fixe (12), le contact de phase (14) et le moyen de connexion mobile (16) étant montés sur une plaque de montage (6), l'ensemble comportant également un dispositif d' actionnement (62) du moyen de connexion mobile (16) monté sur la plaque de montage (6), et un arbre rotatif (64) apte à être mis en mouvement par le dispositif d' actionnement (62), ledit arbre rotatif
(64) traversant la plaque de montage (6), et un mécanisme de bielle (74) raccordé par une première extrémité à l'arbre (64) et par une autre extrémité au moyen de connexion mobile (16) pour transformer le mouvement de rotation de l'arbre (64) en un mouvement de translation du moyen de connexion mobile (16) .
2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel l'arbre rotatif (64) est monté sensiblement perpendiculairement à la plaque de montage (6) et le moyen de connexion mobile (16) et le mécanisme de bielle (76) sont contenus dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de montage (6) .
3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le contact de phase (14) comporte un connecteur pour raccorder électriquement le contact de phase et la barre conductrice (8) .
4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de connexion mobile (16) est formé par une tige, le contact de terre fixe (12) comporte un passage (38) pour recevoir à coulissement la tige (16) et le contact de phase (14) comporte une cavité (48) pour recevoir une extrémité de la tige (16) .
5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour un sectionneur de terre dont la tension de tenue est de 275 kV, 325kv respectivement, et la pression nominale de gaz diélectrique de type SF6 est de 6,3 bars, la distance (D) entre une face intérieure (18) de la plaque de montage (6) et la connexion mobile est de 97 mm, 117mm respectivement, et la distance (d) entre une extrémité libre (90) du contact de phase (14) en regard de la face intérieure (18) de la plaque de montage (6) et ladite face intérieure (18) est de 55 mm, de 65 mm respectivement .
6. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel le contact de terre (12) comporte un élément de connexion (42) en forme de tulipe monté dans le passage
(38), ledit élément de connexion (42) étant réalisé en un matériau conducteur et élastique, tel qu'en alliage de cuivre-chrome.
7. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel ledit élément de connexion en forme de tulipe est fixé par vissage dans le passage du contact de terre.
8. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel le contact de terre comporte un manchon de guidage (46) disposé à l'intérieur de l'élément de connexion (42) en forme de tulipe, ledit manchon de guidage (46) étant maintenu par pincement entre l'élément de connexion (42) en forme de tulipe et une bague (44) vissée sur ledit élément en forme de tulipe .
9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel le manchon de guidage (46) est réalisé en matériau thermoplastique, par exemple en polyéthylènethéraphtalate
10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant trois contacts de terre fixe (12) associés respectivement à un contact de phase (14) et à un moyen de connexion mobile (16), les moyens de connexion mobiles (16) étant aptes à se déplacer suivant des axes parallèles.
11. Ensemble selon la revendication précédente, comportant un dispositif d' actionnement
(62) et un arbre rotatif (64) unique pour les trois moyens de connexion mobiles (16) .
12. Ensemble selon la revendication 11, comportant un arbre rotatif (64) pour chaque moyen de connexion mobile (16).
13. Sectionneur de terre à isolation au gaz comprenant un boîtier, au moins un barre conductrice (8) et au moins un ensemble selon l'une des revendications précédentes, obturant de manière étanche une ouverture (4) du boîtier.
14. Sectionneur selon la revendication précédente, dans lequel la barre conductrice (8) comporte une partie de connexion au contact de phase.
15. Procédé de fabrication d'un sectionneur de terre comprenant les étapes : a) de montage d'au moins un ensemble comportant un contact de terre (12) fixe, un contact de phase (14) et un moyen de connexion mobile (16) et d'un arbre rotatif (64) pour actionner ledit moyen de connexion mobile (16) sur une plaque de montage (6), b) de fixation de ladite plaque de montage (6) sur un boîtier.
16. Procédé de fabrication d'un sectionneur de terre selon la revendication précédente, comprenant également lors de l'étape b) , la connexion électrique automatique dudit contact de phase (14) avec une barre conductrice (8) contenue dans le boîtier.
17. Procédé de fabrication d'un sectionneur de terre selon la revendication 15 ou 16, comprenant lors de l'étape a) le montage d'un dispositif d' actionnement (62) pour mettre en mouvement l'arbre (64) sur la plaque de montage (6) .
18. Procédé de fabrication d'un sectionneur de terre selon l'une des revendications 15 à 17, dans lequel lors de l'étape b) , un moyen d'étanchéité est interposé entre la plaque de montage (6) et le boîtier.
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