FR2462713A1 - Dispositif de mesure de tensions continues elevees - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF COMPRENANT AU MOINS DEUX RESISTANCES OHMIQUES MONTEES EN SERIE ENTRE LE POTENTIEL HAUTE TENSION ET LA MASSE ET FORMANT UN DIVISEUR DE TENSION, LA RESISTANCE CONNECTEE A LA MASSE SERVANT DE RESISTANCE DE MESURE. LA RESISTANCE 32 SITUEE DU COTE HAUTE TENSION ETOU LA RESISTANCE DE MESURE 34 SONT CONSTITUEES D'ELEMENTS DE CONFORMATION SENSIBLEMENT IDENTIQUE ET S'ASSEMBLANT EN UN MONTAGE MODULAIRE, UN ELEMENT DE RESISTANCE ETANT FORME D'UN CORPS ISOLANT CONSTITUANT UN SUBSTRAT D'UNE MATIERE POUR RESISTANCE ET SUR LA SURFACE EXTERIEURE DUQUEL CETTE MATIERE EST DEPOSEE. APPLICATION EN PARTICULIER AUX INSTALLATIONS DE DISTRIBUTION A HAUTE TENSION, A BLINDAGE METALLIQUE 10, 12, 14 ET A ISOLATION GAZEUSE PAR DU SF.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de mesure de tensions continues élevées dans des installations de distribution à haute tension, en particulier dans des installations de distribution à blindage métallique et à isolation gazeuse par de l'hexafluorure de soufre (SF6), dispositif comprenant au moins deux résistances ohmiques formant un diviseur de tension, montées en série entre le potentiel haute tension et la masse et dont l'une, c 'est-à-dire celle qui est connectée à la masse, sert de résistance de mesure.

Les diviseurs de tension ohmiques de ce type, dans lesquels la résistance qui est au potentiel de la masse sert de résistance de mesure, sont connus pour les installations extérieures de transmission à courant continu sous haute tension. Un cordeau de résistances rassemblées en bande est enrobé d'une résine moulée afin d'élever la résistance mécanique et comprend un chapeau de porcelaine et une isolation à l'huile. Les cotes de ce diviseur de tension sont très grandes, car elles doivent être fonction de la hauteur du chapeau de porcelaine, cette hauteur étant déterminée par la longueur de la décharge disruptive et du chemin de fuite entre le potentiel haute tension et la masse.

Un générateur de mesure qui est connu pour les dispositifs blindés de transmission de courant continu sous haute tension comprend deux éléments approximativement circulaires de tôle comportant des encoches en segments et tournant l'un par rapport à l'autre. Lorsqu'un segment de tôle de l'un des éléments croise l'espace libre de l'autre élément en passant sur lui, il se produit une migration de porteurs de charge et donc un flux de courant qui est proportionnel à la tension devant être mesurée. Le fait que les éléments mécaniques soient rotatifs est la cause d'une certaine usure qui en abaisse la longueur de vie utile. Le problème particulier qui se pose toutefois dans ce cas est que le générateur ne permet de mesurer que la tension continue et non pas l'ondulation superposée.Les composantes en tension alternative ne peuvent pas être mesurées sans élément auxiliaire, par exemple un dispositif de mesure capacitif. De plus, il n'est pas possible non plus de détecter la polarité de la tension continue mesurée.

L'invention a pour objet un dispositif du type tel que spécifié qui permet de détecter également les tensions alternatives lorsqu'il est appliqué à des installations blindées et dont l'encombrement en hauteur peut être réduit considérablement par rapport aux installations de distribution montées en extérieur, de manière que ce dispositif puisse être aussi disposé de façon simple et avec un faible encombrement dans des installations blindées.

Selon une particularité essentielle de l'invention, le dispositif comprend au moins deux résistances ohmiques montées en série entre le potentiel haute tension et la masse, une des résistances, celle qui est connectée à la masse, servant de résistance de mesure et ces résistances formant ensemble un diviseur de tension ohmique.

L'avantage particulier de ce montage réside dans le fait qu'une composante en tension alternative superposée à la tension continue peut être mesurée sans précaution supplémentaire ni aucun autre élément, aucun dispositif de mesure capacitif supplémentaire n'étant nécessaire, le dispositif de l'invention pouvant être réalisé avec un très faible encombrement, de sorte qu'il peut être monté aussi dans des installations de distribution à blindage métallique et à isolation gazeuse par du SF6.

La résistance située du côté de la tension supérieure ou du côté de la haute tension peut être formée d'éléments de conformation sensiblement identique, de façon qu'un montage en série pouvant être construit de manière simple et formé de plusieurs résistances élémentaires destinées à constituer une résistance commune sous tension supérieure et faisant partie du diviseur de tension puisse être adapté à des niveaux différents de tension nominale. Les différents éléments de résistance étant conformés identiquement, la résistance située du côté haute tension peut être assemblée sous forme modulaire à plusieurs éléments -adaptés aux niveaux concernés et exigés de la tension nominale-.

I1 est possible, comme mentionné, de conférer les mêmes dimensions aux résistances ; il est naturellement possible aussi de conférer des cotes différentes aux diffé rents éléments de résistance ; il est possible alors d'obtenir l'adaptation aux niveaux correspondants de la tension nominale en montant les différents éléments de résistance sélectionnés en conséquence dans un blindage métallique qui demeure le même pour de nombreux niveaux de tension nominale.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, un corps isolant pouvant être utilisé pour la formation d'un élément de résistance sert de substrat de la matière pour résistance. L'utilisation du corps isolant favorise la résistance mécanique des différents éléments de résistance.

Le corps isolant peut avantageusement avoir la forme d'une plaque sur chacune des surfaces de laquelle la matière pour résistance peut être déposée. Les corps isolants individuels peuvent avoir une épaisseur constante en direction radiale, mais ils peuvent aussi avoir la forme d'un disque dont l'épaisseur se réduit vers l'extérieur. Le corps isolant en forme de plaque, dont l'épaisseur est approximativement constante, peut avoir au voisinage de son axe de symétrie une surépaisseur en saillie au moins sur un côté et destinée à maintenir les distances entre deux corps isolants voisins ; la surépaisseur peut aussi être prévue à la périphérie et, dans ce dernier cas, elle peut comporter des fentes orientées approximativement radialement.La forme de disque est adoptée parce qu'elle est la mieux adaptée aux efforts diélectriques à l'intérieur du corps isolant et dans le trajet suivi par les gaz entre deux corps isolants voisins.

Suivant une autre particularité avantageuse de l'invention, le corps isolant peut avoir la forme d'une roue à rayons comprenant une région centrale en forme de moyeu et une partie extérieure en forme de jante, ces deux parties étant reliées par des éléments en forme de rayons.

I1 existe des résistances dites à émaillage métallique qui comprennent des substrats de céramique en rubans dtalumine sur lesquels est déposée par sérigraphie une pâte pour résistance en pellicule épaisse qui est séchée à environ 1500C et cuite à environ 8500C. Ces éléments de résistance à émaillage métallique peuvent être utilisés très av antageusement pour les éléments de liaison en forme de rayon s, une face extrême de la partie centrale en forme de moyeu formant l"'arrivée", la partie extérieure en forme de jante constituant la "liaison de potentiel" entre les éléments de résistance et l'autre face extrême située du côté opposé à la précédente pouvant être utilisée en départ.

La structure en étoile ou en roue des différents éléments de résistance a des avantages notables : elle permet tout d'abord de faire une économie notable de poids et de matière et, de plus, l'évacuation de chaleur de la partie active est améliorée par une convexion très forte et donc cette disposition permet d'éviter les problèmes thermiques.

Il est possible de munir chaque corps isolantRsur chacun de ses cotés, d'au moins une surface perpendiculaire à l'axe pour établir le contact des différents corps isolants les uns avec les autres, les surfaces en regard entrant en contact lors de la juxtaposition de deux corps isolants et un contact galvanique des différentes résistances s'établissant ainsi en un lieu de contact. Cette disposition est avantageuse lorsque le contact de deux corps isolants a lieu au milieu ou à la périphérie. Ce contact électrique entre deux éléments voisins de résistance peut être établi dans ce cas sans autre disposition complémentaire particulière.

Il est aussi possible de relier deux éléments de résistance en montant entre elles un manchon métallique qui, d'une part, forme une entretoise pour ces deux éléments et, d'autre part, en assure la liaison, c'est-à-dire le contact électrique.

Lorsque les corps isolants utilisés sont en forme de plaque, la matière pour résistance peut être déposée sur les surfaces latérales du corps isolant de manière à faire une économie de place, cette matière pouvant être déposée sur les surfaces latérales du corps isolant en spirale, en rayons ou en créneaux. La matière pour résistance peut avantageusement être déposée sur les deux surfaces latérales du corps isolant de manière que les pistes de matière situées sur une surface latérale soient parallèles et éventuellement de sens contraire à celles de l'autre surface. Cette disposition crée une faible induction, car le sens du courant d'un côté du corps isolant est l'inverse de celui qui circule de l'autre côté, de sorte que les champs magnétiques se compensent globalement au moins partiellement.Il est possible de favoriser encore ce facteur en disposant les pistes de la matière pour résistance d'un côté du substrat de manière que le courant y circule en sens opposés. Il est aussi possible de déposer la matière pour résistance des pistes sur les corps isolants de manière que les différentes pistes soient connectées électriquement au moins partiellement en parallèle.

Cette disposition peut aussi concerner la structure du corps isolant en forme de roue à jante. La matière pour résistance utilisée peut avantageusement être du type en cordeau ; un cordeau de ce genre consiste en.un fil métallique enroulé sur une ame de fibres de matière isolante et il est disponible dans le commerce. Ce fil de résistance peut être collé sur les surfaces latérales du corps isolant ou être déposé dans des rainures réalisées dans les surfaces latérales de chaque corps isolant dans lesquelles il est fixé éventuellement au moyen d'une résine moulée.

Selon un mode de réalisation avantageux, la matière pour résistance utilisée est du type d'une pâte se déposant en pellicule épaisse ; cette pâte consiste en une matière pour résistance finement distribuée, en particules de verre et en substrats organiques et additifs ; la pâte se sèche après dépôt à environ 1300C, puis est cuite à 8500C.

Ainsi, la matière pour résistance et le verre sont frittés sous forme d'un ruban dur de résistance. Cette pâte pour résistance en pellicule épaisse peut aussi être remplacée par un alliage métallique qui est déposé en phase vapeur et qui forme la matière pour résistance sur le corps isolant.

Lorsque le dispositif de l'invention est utilisé dans une installation haute tension à isolation gazeuse par du SF6, la résistance se trouvant du côté du potentiel haute tension et la résistance de mesure connectée à la masse sont disposées à l'intérieur d'un blindage métallique. Cette disposition du diviseur de tension est pratiquement indépendante de la température, car la résistance à tension supérieure et la résistance de mesure sont exposées aux mêmes températures à l'intérieur du blindage. Pour cette raison, l'autre possibilité consistant à disposer la résistance de mesure à l'extérieur du blindage métallique n'est pas aussi avantageuse, mais dans certaines conditions, cette disposition peut être plus avantageuse pour des questions de construction.

Des éléments de commande capacitifs sont montés entre les corps isolants afin de commander capacitivement les différents éléments de résistance après assemblage ; ces éléments de commande peuvent avoir la forme de plateaux et comporter à leur circonférence des anneaux de blindage en forme de tores. Les éléments capacitifs de commande peuvent aussi être conformés en culasses ; le-s anneaux toroïdaux de blindage se fixent alors sur le bord libre. Le blindage capacitif est nécessaire pour la raison suivante : lors de certains processus de commutation, il est possible qu'apparaissent des crêtes de tension d'enclenchement relativement élevée qui peuvent provoquer une décharge disruptive entre les éléments de résistance situés du côté de la tension supérieure et le blindage métallique. Les éléments capacitifs de commande peuvent restreindre ce phénomène.Cette disposition permet aussi d'empêcher les courants de fuite capacitifs de circuler.

L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels
- la figure 1 est un schéma équivalent d'un mode de réalisation de l'invention dans lequel la résistance de mesure est disposée à l'intérieur du blindage
- la figure 2 est un schéma équivalent analogue à celui de la figure 1, mais dans lequel la résistance de mesure est disposée à l'extérieur du blindage ;
- la figure 3 est une coupe axiale d'un dispositif selon l'invention
- la figure 4 est une coupe axiale d'une variante de réalisation ;
- les figures 5 à 11 sont des coupes transversales partielles de différents modes de réalisation du substrat ;;
- les figures 12 à 18 représentent schématiquement en plan différents modes de disposition de la matière pour résistance sur le substrat
- la figure 19 est une élévation avec coupe partielle d'un élément de résistance ;
- la figure 20 en est une coupe axiale ; et
- la figure 21 en est une vue en plan.

La figure 1, de même que la figure 2, sont des schémas équivalents d'un montage selon l'invention. Un blindage métallique 10 est au potentiel de la masse et comporte à l'extrémité droite, dans la représentation du dessin, une bride 12 sur laquelle se fixe un couvercle 14. Un conducteur de phase 16, monté à l'intérieur du blindage, est au potentiel haute tension et connecté à une première résistance 18 à laquelle une seconde résistance 20 est connectée électriquement en série, la résistance 18 étant celle qui est à la tension supérieure et la résistance 20 étant la résistance de mesure ; l'expression "résistance à la tension supérieure" signifie que cette résistance est connectée par une borne au potentiel haute tension du conducteur de phase.La résistance de mesure 20 est connectée au couvercle 14, qui est au potentiel de la masse, par la borne située de l'autre côté de celle qui est connectée à la résistance 18. Un conducteur de mesure 22, connecté entre les deux résistances 18 et 20, permet de détecter aux bornes de la résistance de mesure 20 la tension par rapport à la masse qui reproduit la tension à mesurer entre le conducteur de phase 16 et le potentiel de la masse, cette tension étant branchée sur un dispositif amplificateur électronique de type bien connu dans cette technique et qui amplifie le signal de mesure prélevé sur la résistance 20 de manière que l'appareil de mesure ou le dispositif de protection 26 dispose de la puissance d'entrée nécessaire. Le conducteur reliant le dispositif d'amplification 24 et la masse porte la référence 28.La résistance 20 peut bien entendu se composer aussi de plusieurs éléments. Le conducteur de mesure 22 passe à travers le couvercle 14 par un trou 30 en étant isolé.

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

La figure 2 est un schéma équivalent d'une variante de réalisation. Le blindage porte également -la référence 10, le couvercle, la référence 14, le conducteur de phase, la référence 16, la résistance à la tension supérieure, la référence 18 et la résistance de mesure, la référence 20 , l'extrémité libre de cette dernière étant au potentiel de la masse. La résistance qui est à la tension supérieure est à l'intérieur du blindage 10 et la résistance de mesure 20 est à l'extérieur de ce dernier. Une entrée du dispositif électronique d'amplification 24 est connectée entre la résistance de mesure 20 et la résistance 18 qui est à la tension supérieure, cette connexion se trouvant à l'extérieur du blindage 10, l'autre extrémité de l'amplificateur étant à la masse. Le montage de la figure 2 est dans certains cas plus simple à réaliser, mais il a l'inconvénient que la résistance 18 qui est à la tension supérieure peut être à des températures différentes de celles de la résistance de mesure 20 et les mesures peuvent en être faussées.

La figure 3 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention suivant un mode d'exécution concret. Il comprend le blindage 10 ainsi que le couvercle 14 et la bride 12. Cette figure représente aussi le conducteur de phase 16. La résistance 18 qui est à la tension supérieure se compose de plusieurs éléments de résistance 32 d'un mode de réalisation identique et montés en série, la structure concrète de ces éléments étant décrite plus bas.

Ces éléments de résistance 32 comportent, comme l'élément 34 formant la résistance de mesure, un trou 36 qui les traverse de part en part et, après juxtaposition de ces différents éléments 32 et 34, une barre isolante 38 est introduite dans les trous 36, cette barre pouvant avoir la forme d'une tige filetée comprenant à une extrémité un filetage 40 et à l'autre, une tête à six pans 42. Le conducteur de phase 16 comporte un trou borgne taraudé 44 dans lequel se visse la partie filetée 40 de la barre isolante 38, les différents éléments de résistance 32 étant serrés les uns contre les autres et contre le conducteur de phase 16. Des éléments de commande capacitifs 46 et 48 serrés entre les différents éléments de résistance (uniquement entre les trois éléments de résistance situés à gauche sur la figure 3) ont une forme de culasse telle que représentée sur la figure 3.Ils comprennent un fond 52 et 54 qui est transversal à l'axe longitudinal du dispositif et qui est serré entre les éléments de résistance 32, ainsi qu'un rebord cylindrique 56 et 58 qui est perpendiculaire à leur fond et sur le bord libre duquel est rapporté ou fixé ou anneau toroïdal de blindage 60, 62. Le fond 54 est plus grand que le fond 52, de sorte que l'élément de commande 48 enveloppe partiellement l'élément de commande 46.

Ces éléments capacitifs de commande évitent pratiquement la distorsion du champ électrique et les capacités parasites pouvant apparaître sous l'effet des effets transitoires dus à la tension appliquée entre les éléments de résistance 32 et l'enveloppe 10 mise à la masse et entre les éléments de résistance 32 eux-mêmes, de sorte que même sous les tensions brutales de commutation ou instantanées < à fréquences élevées), la distribution de tension sur les différents éléments de résistance est sensiblement égale à la distribution de tension à la fréquence nominale et donc les effets d'efforts locaux diélectriques sont évités. Par ailleurs, le rapport de division est pratiquement indépendant de la fréquence dans une plage déterminée de cette dernière, lorsque les éléments de commande capacitifs sont dimensionnés de manière optimale.Les éléments de résistance 32 repré sentés sur la figure 3 ont approximativement la forme de disques.

L'élément de résistance 34 de la figure 3 est avantageusement constitué en résistance de mesure. La structure de la résistance de mesure qui est comparable aux éléments de résistance 32 qui sont situés du côté de la tension supérieure garantit que cette résistance 34 est exposée aux mêmes conditions thermiques que ces éléments de résistance situés du côté de la tension supérieure, de sorte que le rapport de division est pratiquement indépendant de la température. Les connexions des câbles de mesure à la résistance de mesure 34 ne sont pas représentées sur la figure 3.

La figure 4 représente une variante de réalisation de l'invention dans laquelle les différents éléments de résistance ne sont pas en forme de disques, mais en forme de plaques, qui seront décrits plus en détail par la suite.

Ce mode de réalisation comprend également le blindage 10, le couvercle 14, le conducteur de phase 16 et les différents éléments de résistance 32 et 34. Les mêmes références ont été adoptées pour bien montrer que la construction ou la structure de principe du mode de réalisation de la figure 4 est égal à celui de la figure 3. La résistance de mesure 34, qui est représentée en coupe transversale, comporte également le trou ou passage central 36 et la figure 4 représente également la barre isolante 38, qui toutefois ne comporte pas une tête à six pans 32, mais au lieu de cette tête, un filetage 64 sur lequel est vissé un écrou 66, une rondelle 68 de matière isolante étant interposée entre l'écrou 66 et l'élément de résistance 34.Les éléments capacitifs de commande qui sont prévus ne sont pas en forme de culasses, comme dans le mode de réalisation de la figure 3, mais en forme de plateaux et ils portent la référence 70 ; les anneaux de blindage sont disposés à la circonférence, c 'est-à-dire à la périphérie des éléments de commande en forme de plateaux.

Il est bien entendu que les éléments de commande 70 en forme de plateaux que représente la figure 4 peuvent aussi être combinés avec les éléments de résistance discoldes 32 qui sont représentés sur la figure 3. De même, le mode de réalisation des éléments de commande capacitifs 52 et 56 ainsi que 54 et 58 qui est représenté sur la figure 3 peut aussi être combiné avec les éléments de résistance 32 et 34 en forme de plaques que représente la figure 4.

Le conducteur de mesure 22 est connecté entre l'élément de résistance 32 qui est à droite et la résistance de mesure 34 et sort par le trou ou passage 36 et par le trou 30 ; le circuit d'amplification 24 n'est pas représenté.

Tous les éléments de résistance, aussi bien les résistances élémentaires situées du côté de la tension supérieure que la résistance de mesure, sont constitués de corps en forme de plaques ou de disques de matière isolante, par exemple de résine moulée ou de céramique, une matière pour résistance étant déposée sur ces corps de façon qui sera décrite par la suite. La figure 5 représente un premier mode de réalisation d'un substrat de ce type qui est en forme de plaque et comporte une partie extérieure plane 100 et une partie intérieure 102 également plane, mais dont l'épaisseur est supérieure à celle de la partie 100. La partie 100 en forme de plaque comporte des rainures 104 qui peuvent aller de l'intérieur vers l'extérieur, par exemple en forme de spirale, et qui sont destinées à loger la matière pour résistance. La partie plus épaisse 102 est prévue pour ménager une distance D entre les parties 100 de deux substrats juxtaposés, cette distance étant nécessaire pour éviter les décharges disruptives entre deux substrats voisins supportant la matière pour résistance. Les deux surfaces extrêmes 106 et 108 de chaque corps sont enduites de matière de contact afin d'établir la liaison électrique entre les éléments de résistance.

La figure 6 représente le mode de réalisation du corps discoïde dans lequel l'épaisseur du disque diminue radialement de l'intérieur vers l'extérieur et les deux surfaces extrêmes 111 et 112 de la partie épaisse 114 sont également enduites de matière de contact.

Dans le mode de réalisation de la figure 6, la section des disques est avantageusement adaptée aux efforts diélectriques apparaissant d'une part dans le corps isolant et d'autre part dans le circuit suivi par les gaz entre deux corps isolants voisins supportant la matière pour résistance.

Par ailleurs, l'intervalle réservé aux gaz et s'élargissant radialement vers l'extérieur entre deux corps isolants voisins favorise l'évacuation de la chaleur de dissipation dégagée dans la matière pour résistance.

La figure 7 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle les différents substrats, qui portent dans le cas particulier les références 120 et 122, ont une forme de roue comprenant une partie intérieure 124 en forme de plaque et une périphérie extérieure plus épaisse 126. Les surfaces extrêmes 128 et 130 de la partie extérieure de chaque substrat 120 et 122 sont en contact dans le cas particulier ; le courant circule du conducteur de phase 16 par une pièce intercalaire métallique 17 vers la surface 130 du substrat 120 et,dël, , vers la matière pour résistance située d'un côté et reliée par le trou central à la matière pour résistance qui est déposée de l'autre côté.

Un volume interne libre 134, dans lequel la chaleur éventuellement dégagée pourrait s'accumuler, étant formé entre deux substrats du mode de réalisation de la figure 7, les parties extérieures 126 doivent comporter des canaux 136 par lesquels l'air chaud se trouvant intérieure rement peut s'écouler vers l'extérieur. La figure 8 représente ce mode de réalisation dans lequel- au total sept rainures 136 sont réalisées au-dessus de l'axe de symétrie central qui est horizontal. Il est naturellement possible aussi de réaliser les parties épaisses 126 de la manière représentée sur la figure 9 et, dans ce cas, il suffit de trois segments épais 138, 140 et 142 qui sont disposés en étoile autour de l'axe de symétrie de la plaque.

Dans le mode de réalisation de la figure 10, la partie ou le secteur ayant la plus grande épaisseur ne se trouve pas extérieurement (voir figure 5), mais intérieurement au voisinage du centre et uniquement de manière à faire saillie sur une surface latérale. Cette surépaisseur, qui porte la référence 144, est venue de moulage avec un substrat 146 en forme de plaque. Le trou central porte égale ment la référence 36 afin de bien montrer qu'il correspond au trou 36 de l'élément de résistance 34 de la figure 4.

Une surépaisseur analogue située d'un côté ou faisant saillie dans un sens peut aussi être prévue dans les dispositions des figures 6 à 9.

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

Ces deux substrats ont la forme de plaques d'épaisseur constante et tenues à distance par un manchon d'entretoisement 154 de matière conductrice d'électricité. Les éléments de surface situés autour du trou central 36 sont enduits des deux côtés 150 ou 152 de matière conductrice de l'électricité et contre laquelle est appliqué le-manchon d'entretoisement.

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

Lorsque les manchons d'entretoisement 154 qui sont utilisés ont des longueurs différentes, il est possible de faire varier la distance et donc la capacité entre les deux substrats 150 et 152. Il est possible d'obtenir une commande capacitive le long de l'empilement de substrats pour former une résistance dont les bornes sont à la tension supérieure et une résistance extérieure de la même manière qu'avec les éléments de commande 46 et 48 de la figure 3 ou 70 de la figure 4 lorsque la distance entre les substrats est réglée spécifiquement par les différences de longueurs des manchons d'entretoisement ou par plusieurs manchons d'entretoisement de même longueur qui sont montés entre les substrats. Cette méthode de commande capacitive n'est pas limitée aux substrats de la figure 11. Elle est aussi utilisable lorsque les substrats utilisés sont ceux des figures 5 à 10.

Les figures qui précèdent représentent différents modes de réalisation des substrats. Les figures 12 à 18 représentent la disposition de la matière pour résistance.

Dans l'élément de résistance de la figure 12, la matière pour résistance est déposée en spirale allant de l'intérieur vers l'extérieur et partant des surfaces internes de contact 112, 110 ou 108 et 106 qui sont enduites de matière conductrice de l'électricité. Il est possible aussi de déposer la matière pour résistance en créneaux radiaux (voir figure 13) ou suivant des rayons (voir figures 14 à 16). Dans la disposition de la figure 14, la matière pour résistance 164 est déposée en zigzag à partir du centre de manière à former au total six rayons et, dans la disposition de la figure 16, la matière pour résistance 166 est déposée suivant des rayons rectilignes, tandis que dans la disposée tion de la figure 15, elle est déposée suivant des créneaux radiaux (voir figure 13). Sur la figure 15, la matière pour résistance porte la référence 168.

Une autre façon de déposer la matière pour résistance est celle que représentent les figures 17 et 18. Dans la disposition de la figure 17, la matière pour résistance est en créneaux en spirale. Dans le mode de réalisation de la figure 18, la matière pour résistance 181 peut être déposée sur le substrat en partie sous forme de rayons radiaux et en partie suivant des cercles, cette matière pour résistance étant partiellement montée électriquement en parallèle.

La matière pour résistance utilisée peut être un fil constitué d'un cordeau autour duquel est enroulé un fil métallique mince, ce- genre de cordeau de résistance se trouvant dans le commerce. Le cordeau de résistance peut être collé sur la surface extérieure lisse du substrat ou peut être introduit dans les -rainures 104 et éventuellement être enrobé de résine moulée.

Il est aussi possible d'utiliser, au lieu d'un cordeau de résistance, une pâte pour résistance du type à pellicule épaisse qui se trouve aussi dans le commerce.

La définition d'une pâte pour résistance est une matière qui consiste en matière pour résistance finement distribuée, en particules de verre, en substrats organiques et en additifs. La pâte est séchée à environ 1300C après dépôt sur le substrat, puis elle est cuite à environ 8500C, cette matière pour résistance et le verre étant alors frittés en donnant un ruban dur de résistance. Une autre possibilité de ~dépôt de matière pour résistance sur les substrats consiste à déposer'en phase vapeur un alliage métallique sur les corps isolants ou substrats ; ces procédés de dépôt en phase vapeur sur des céramiques sont bien connus.

Lorsqu'une pâte pour résistance en pellicule épaisse est utilisée, il est possible de déposer simultanément aussi les éléments capacitifs sur la matière du substrat afin d'obtenir ainsi une commande capacitive telle que décrite plus haut.

Les pistes de résistance peuvent être déposées sur les différents substrats de manière à former un montage en série" (voir figures 12, 13, 15 et 17). Il est aussi possible de monter les différents fils de résistance en parallèle (figures 14, 16 et 18) ; dans ce cas, ils partent sur un côté du substrat du milieu vers l'extérieur pour passer par le bord extérieur sur l'autre surface latérale du substrat et se diriger vers l'intérieur. L'avantage notable d'une disposition à pistes de résistance montées en parallèle sur un montage à pistes montées en série réside dans le fait qu'en cas de défaillance d'une piste, par exemple par rupture, les pistes montées en parallèle peuvent permettre de poursuivre la mesure de tension. Cette répétition éleve considérablement la disponibilité du dispositif de mesure.En cas de défaillance de l'une de plusieurs pistes montées en série, le dispositif de mesure tombe en panne. Il est possible d'augmenter le nombre de pistes de résistance montées en parallèle par exemple en déposant des pistes circulaires analogues à celles de la figure 18 en plus de celles des dispositions des figures 14 ou 16.

On cherche en principe à disposer les pistes de résistance sur un côté de manière à former des trajets en parallèle de manière que le courant circule dans un sens le long d'un trajet et revienne en arrière sur le trajet voisin.

Une disposition optimale en ce sens est celle en créneaux des figures 13 et 15 et en particulier celle de la figure 17.

Lorsque les pistes de résistance sont déposées sur les deux côtés d'un substrat, les pistes sont déposées d'un côté en parallèle et en sens inverse à celles de l'autre côté du substrat. Ces deux mesures permettent de maintenir l'inductance du montage à une valeur très basse. L'avantage de la disposition en créneaux des- figures 13, 15 et 17 sur les pistes juxtaposées d'un côté du substrat concerne ce point particulier. Plus l'inductance est faible, plus hautes sont les fréquences des tensions qui peuvent être mesurées.

Il est important de déposer la matière pour résistance sur les différentes plaques ou éléments de substrat de manière que la matière de formation destinée à conférer à la résistance une valeur déterminée soit mise à l'épaisseur correspondante ou de manière correspondante sur les différents substrats. La subdivision de la résistance située du côté de la tension supérieure en éléments individuels conformés identiquement et pouvant aussi avoir- la même valeur de résistance permet de réaliser de manière simple la résistance située du côté de la tension supérieure de façon qu'elle aie la valeur souhaitée ou une valeur quelconque de résistance en montant à la suite les uns des autres plusieurs éléments de résistance selon chaque cas particulier.Le diviseur de tension qui peut alors être utilisé pour la mesure se compose alors d'éléments de résistance individuels formant un montage modulaire. Les éléments de résistance montés à la suite les uns des autres ne doivent pas nécessairement avoir le même diamètre comme dans les représentations des figures 3 à 12. Il est possible en variante d'obtenir toute valeur de résistance avec un nombre constant d'éléments en échelonnant le diamètre des éléments ou en déposant des quantités différentes de matière de résistance sur des éléments de même diamètre. Mais, toutefois, dans ce cas, l'avantage d'un assemblage modulaire est plus ou moins perdu.

Les figures 19 à 21 représentent une autre variante encore de réalisation.

La figure 19 représente un corps de résistance 200 qui est une résistance à émaillage métallique et qui consiste en un substrat de céramique 201 formé de bandes d'alumine et sur lequel est déposée une piste de résistance 202 constituée d'une pâte de résistance en pellicule épaisse.

Des connexions 203 de contact se trouvent aux extrémités du corps en ruban 201. La piste de résistance 202 est déposée sur le substrat 201 par sérigraphie, elle est séchée à environ 1500C, puis cuite à environ 8500C. Il est possible d'obtenir des résistances superficielles de 10 ohms par carré jusqu'à 10 mégohms par carré en faisant varier la composition des pâtes en pellicule épaisse. Les éléments de résistance peuvent éventuellement être protégés par un revêtement.

La figure 20 représente en coupe transversale la disposition de la figure 19. Cette figure représente une partie intérieure 204 en forme de moyeu de matière isolante qui est entouré d'une partie extérieure 205 en forme de jante ; entre ces deux parties se trouvent les corps de résistance 200 de la figure 19 qui sont disposés de manière que deux de ces corps forment pratiquement un rayon 206, l'un des corps de résistance 200 étant relié à, ou déposé sur, une surface extrême 207 et l'autre corps de résistance 200, sur la face extrême opposée 207' de la partie intérieure en forme de moyeu ; les deux rubans se rapprochent l'un de l'autre et sont mis en contact l'un avec l'autre dans la partie extérieure 205 en forme de jante.

Comme le montre la figure 21, des surfaces conductrices 208 qui se trouvent sur les faces extrêmes (seule la face extrême 207 est visible) comportent des protubérances 209 qui recouvrent les surfaces de contact 203 des rubans de résistance. Des protubérances correspondantes 210 se trouvent aussi sur la partie extérieure 205 en forme de jante, de manière à recouvrir les surfaces opposées de contact 203. Ainsi, le flux du courant part de la partie interne 204, passe dans les résistances, c'est-à-dire les pistes de résistance 202 vers l'extérieur pour arriver dans la partie 205 en forme de jante, puis passe dans les résistances opposées, c'est-à-dire les pistes 202 situées du côté opposé pour retourner dans la partie intérieure 204.

La partie extérieure 205 formant une jante et constituée d'un anneau toroldal est destinée à la stabilisation mécanique de la résistance en étoile et assure également, comme mentionné, la liaison électrique entre les extrémités extérieures des corps de résistance 200 disposés en étoile, de manière à créer un montage en parallèle des différents éléments de résistance ; en d'autres termes : le courant circule de la face extrême 207 par le montage en parallèle des corps de résistance 200 disposés en étoile sur un côté du corps de résistance pour parvenir dans l'anneau toroldal 205 (ou dans la partie extérieure 205) et revenir par le montage en parallèle des éléments de résistance sur l'autre côté du corps pour atteindre la face extrême opposé 208.

Il est possible de réaliser pratiquement toute valeur voulue de résistance en faisant varier le nombre des corps de résistance 200 montés en parallèle ainsi que la résistance superficielle spécifique de la pâte de résistance en pellicule épaisse ou les cotes de la piste de résistance 202.

Claims (34)

REVEND I CAT IONS

1. - Dispositif de mesure de tensions continues élevées dans des installations de distribution à haute tension, en particulier dans des installations de distribution à haute tension comportant un blindage métallique et une isolation gazeuse au SF6, dispositif comprenant au moins deux résistances ohmiques montées en série entre le potentiel

tension et la masse et formant un diviseur ohmique de tension, la résistance qui est connectée à la masse étant utilisée en résistance de mesure, dispositif caractérisé en ce que la résistance (18) située du côté haute tension et/ou la résistance de mesure (20) consistent en éléments de résistance conformés de manière sensiblement identique et s'assemblant en un montage modulaire, un élément de résistance étant formé d'un corps isolant formant un substrat pour la matière de résistance et sur la surface extérieure duquel est déposée la matière pour résistance.

2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps isolant est en forme de plaque sur au moins une surface de laquelle la matière pour résistance est déposée.

3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps isolant en forme de plaque a une épaisseur sensiblement constante (100, 146) et comporte à proximité de son axe de symétrie une surépaisseur (102, 144) qui est en saillie sur au moins un côté et qui sert à maintenir les distances entre deux corps isdlants voisins.

4. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps isolant d'épaisseur sensiblement constante (124) comporte à la périphérie une surépaisseur (126) en saillie sur au moins un côté, cette surépaisseur comportant des rainures (136) orientées au moins approximativement radialement afin de permettre le refroidissement (une circulation d'air) entre deux corps isolants voisins.

5. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps isolant est en forme de rayons (200) et comprend une partie intérieure en forme de moyeu (204) et une partie extérieure en forme de jante (205), ces deux parties étant reliées par des éléments de liaison en forme de rayons (200).

6. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps isolant est en céramique, en particulier en alumine.

7. - Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend au total de préférence six éléments de résistance en rayons dont chacun est formé de deux corps de résistance (201) sur lesquels la matière pour résistance (202) est déposée.

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

9. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps isolant comporte au voisinage de son axe de symétrie une surépaisseur (114) en saillie sur au moins un coté et destinée à maintenir les distances entre deux corps isolants voisins.

10. - Dispositif 'selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque corps isolant comporte de chaque côté au moins une surface qui est perpendiculaire à l'axe et les surfaces en regard de deux corps isolants juxtaposés sont en contact, un contact galvanique des différents éléments de résistance étant établi en un lieu de contact.

11. - Dispositif selon la revendication- 10, caractérisé en ce qu'au moins une -surface (108) située au voisinage de l'axe de symétrie du corps isolant est concentrique à cet axe.

12. - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque corps isolant comprend au moins une surface à la périphérie.

13. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 3 et 9 à 12, caractérisé en ce que deux corps isolants voisins (150, 152) sont maintenus à distance au moyen d'au moins un manchon métallique (154) qui est destiné à établir la liaison électrique des pistes de résistance des deux corps isolants.

14. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque corps isolant est en résine moulée.

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

16. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière pour résistance est déposée sur les deux surfaces latérales du corps isolant de manière que les pistes de matière situées sur une surface latérale soient parallèles à celles de l'autre.

17. - Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les pistes de matière situées sur une surface latérale sont orientées en sens inverse de celui des pistes situées sur l'autre surface.

18. - Dispositif selon l'une des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que les pistes de résistance disposées sur une surface latérale du substrat sont juxtaposées et parallèles de manière que le courant y circule en sens inverses

19. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pistes de résistance sont déposées sur le substrat de manière à être au moins en partie aussi branchées électriquement en paral lèle.

20. - Dispositif selon l'une des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que la matière pour résistance est disposée en spirale (160) sur les surfaces latérales du corps isolant.

21. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16, 17, 19, caractérisé en ce que la matière pour résistance est disposée en rayons (164, 166) sur les deux surfaces latérales du corps isolant de manière que les pistes de matière de l'une des surfaces latérales soient sensiblement parallèles à celles qui se trouvent sur l'autre surface latérale.

22. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que la matière pour résistance est déposée en forme de créneaux (figure 13, figure 15, 168) sur chaque surface latérale du corps isolant.

23. - Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que la matière pour résistance est disposée en créneaux radiaux et/ou en spirale.

24. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière pour résistance consiste en un fil de résistance qui est collé sur chaque surface latérale du corps isolant.

25. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que la matière pour résistance conformée en fil est disposée dans des rainures (104) que chaque corps isolant comporte sur les surfaces latérales et y est fixée éventuellement au moyen de résine moulée.

26. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que la matière pour résistance consiste en une pâte pour résistance en pellicule épaisse.

27. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que la matière pour résistance consiste en un alliage métallique déposé en phase vapeur sur le corps isolant.

28. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 27 et utilisé dans des installations à haute tension, à blindage métallique et à isolation gazeuse par du SF6, caractérisé en ce que la résistance située du côté du potentiel haute tension (18) ainsi que la résistance de mesure (20) connectée à la masse sont disposées à l'intérieur du blindage métallique (10, 12, 14).

29. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 27, caractérisé en ce que la résistance de mesure (20) se trouve à l'extérieur du blindage métallique (1O, 12, 14).

30. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque corps isolant comporte un trou central (36) qui le traverse de part en part dans lequel passe une barre (38) formée d'une tige filetée en matériau isolant, un filetage de l'extrémité de cette tige se vissant dans un trou taraudé (44) de la surface extrême du conducteur dont il s'agit de mesurer la tension alternative, cette tige filetée étant destinée à fixer les corps isolants les uns contre les autres et contre la surface extrême du conducteur de phase (16).

31. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des .élé- ments capacitifs de commande (46, 48, 70) sont disposés entre les différents corps isolants (32).

32. - Dispositif selon l'une quelconque 'des revendications 1 à- 31, caractérisé en ce que les éléments capacitifs de commande (70) sont en forme de plateaux et comportent à la circonférence un anneau de blindage toroïdal.

33. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 31, caractérisé en ce que les éléments de commande capacitifs (46 et 48) sont en forme de culasses sur le bord libre desquelles sont fixés des anneaux toroïdaux de blindage (60, 62).

34. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 31, caractérisé en ce que la commande capacitive est constituée par des éléments capacitifs formés d'une pâte de résistance en pellicul.e épaisse déposée sur le corps isolant.