FR3110033A1 - Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite de deux portions d’enveloppes destinées à contenir un gaz sous pression - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite de deux portions d’enveloppes destinées à contenir un gaz sous pression comprenant un connecteur électrique sensiblement en forme de « U », destiné à former un shunt entre une première et une deuxième bride. Selon l’invention, les faces internes des ailes dudit connecteur électrique présentent chacune une rainure configurée pour loger un élément d’étanchéité destiné à venir en appui sur la première bride ou sur la deuxième bride et le dispositif comprend un premier et un deuxième capuchon d’étanchéité comprenant un logement apte à recevoir l’extrémité d’une vis d’assemblage des brides destinés à être montés de manière étanche en appui contre les faces des ailes latérales du connecteur électrique. Figure à publier : 2
Description
Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention est celui des installations renfermant un gaz sous pression soumises à un risque électrique.
Plus précisément, l’invention concerne un dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite de deux portions d’enveloppes destinées à contenir un gaz sous pression.
L’invention trouve notamment une application pour des postes électriques sous enveloppe métallique, aussi appelés postes blindés, et plus généralement pour des portions de tuyauterie destinées à contenir un gaz sous pression équipés d’un cône isolateur, et pour des conduites de gaz naturel.
Art antérieur
Les postes électriques sous enveloppe métallique (aussi désignés par l’acronyme GIS pour « Gas Insulated Switchgear » en anglais), sont constitués d’un assemblage de compartiments indépendants contenant un gaz isolant sous pression, le plus souvent du SF6. Chaque compartiment est relié au suivant au moyen de brides d’assemblage et grâce à des dispositifs de jointage mécanique connus en soi.
Sur ces postes, il est connu d’installer des connecteurs électriques, aussi appelés shunts, entre deux brides d’assemblage, qui jouent un rôle d’organes de sécurité en permettant d’évacuer les courants de fuites sans que ceux-ci transitent uniquement par la visserie des brides.
Ces shunts sont généralement formés d’une plaque en matériau conducteur d’électricité dont les extrémités sont recourbées afin de venir se plaquer sur des faces planes des brides.
Avec le vieillissement des postes blindés, on constate une apparition progressive de fuites de gaz isolant au niveau des brides d’assemblage de compartiments.
De ces fuites résulte une baisse de la pression interne dans les compartiments ou du disjoncteur, qui si elle atteint un seuil minimal de pression entraine une mise en sécurité des compartiments.
Cette mise en sécurité des compartiments provoque une coupure du réseau, ce qui est très pénalisant pour l'exploitation d’un poste blindé.
C'est pourquoi actuellement des opérations de maintenance sont réalisées régulièrement sur les compartiments des postes blindés, afin de surveiller et de compenser les éventuelles baisses de pression ou de réduire les fuites, dans le but d'éviter un risque de coupure électrique. Ces opérations de maintenance permanentes représentent à la fin de l'année une dépense importante pour l'exploitant du poste blindé.
Pour tenter de remédier au problème d'étanchéité des compartiments de postes blindés, on a proposé de colmater les points d'amorce de fuite avec de la pate d'étanchéité ou des résines.
Un inconvénient de cette technique de colmatage est que la pate ou la résine doit être appliquée régulièrement et avec précision autour des brides ce qui est d'autant plus complexe, long et fastidieux que le contour des brides peut être au moins en partie peu accessible.
Par ailleurs, des shunts connus montés sur un jeu de brides limitent encore plus la possibilité de traiter les fuites et peuvent être une source de fuite dans certains cas.
Un autre inconvénient de cette technique connue est que l'application doit être renouvelée régulièrement.
Enfin, l'opération de colmatage sur un compartiment de poste blindé peut présenter un risque pour les personnels qui interviennent sur le poste blindé du fait des phénomènes d'induction.
Objectifs de l’invention
L’invention a donc notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l’état de la technique cités ci-dessus.
Plus précisément l’invention a pour objectif de fournir une technique d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite de deux portions d’enveloppe qui permette de confiner des fuites apparaissant au niveau de la zone d’assemblage des deux portions d’enveloppes.
Un objectif de l’invention est également de fournir une telle technique qui soit simple à mettre en œuvre et d’un coût de revient réduit.
Un autre objectif de l’invention est de fournir une telle technique qui soit fiable, et sans danger pour des opérateurs intervenant sur ou à proximité des portions d’enveloppes.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaitront par la suite sont atteints à l’aide d’un dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite de deux portions d’enveloppes destinées à contenir un gaz sous pression, comprenant :
- une première bride et une deuxième bride montées chacune à une extrémité desdites portions d’enveloppes ;
- au moins une vis d’assemblage de ladite première bride et de ladite deuxième bride ; et
- un connecteur électrique sensiblement en forme de « U », destiné à former un shunt entre ladite première bride et ladite deuxième bride, présentant une première aile latérale destinée à venir en contact avec la face de ladite première bride tournée vers la portion d’enveloppe fixée à ladite première bride et une deuxième aile latérale destinée à venir en contact avec la face de ladite deuxième bride tournée vers la portion d’enveloppe fixée à ladite deuxième bride, ledit connecteur électrique présentant une première lumière formée dans ladite première aile et une deuxième lumière formée dans ladite deuxième aile, en vis-à-vis de ladite première lumière, destinées à permettre le passage de ladite vis d’assemblage, les ailes dudit connecteur électrique étant fixées à la première et à la deuxième brides par boulonnage à l’aide de ladite vis d’assemblage.
Selon l’invention, la face interne de la première aile et la face interne de la deuxième aile dudit connecteur électrique présentent chacune une rainure configurée pour loger un élément d’étanchéité destiné à venir en appui sur la première bride ou sur la deuxième bride, ladite rainure étant formée autour de la lumière destinée au passage de ladite vis d’assemblage de chaque aile, et le dispositif comprend un premier capuchon d’étanchéité et un deuxième capuchon d’étanchéité comprenant un logement apte à recevoir l’extrémité de ladite vis faisant saillie de ladite première bride, respectivement de ladite deuxième bride, ledit premier capuchon et ledit deuxième capuchon étant destinés à être montés de manière étanche en appui contre la face externe de ladite première aile latérale ou respectivement de la face externe de ladite deuxième aile latérale.
L’invention propose ainsi, de façon inédite, de mettre en œuvre un ensemble formé d’un connecteur électrique et des capuchons étanches pour confiner les fuites de gaz apparaissant au niveau de la vis d’assemblage en les empêchant de s’échapper vers l’extérieur.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l’invention, ledit premier capuchon d’étanchéité et ledit deuxième capuchon d’étanchéité comprennent chacun une rainure configurée pour loger un joint d’étanchéité destiné à venir en appui sur la face externe de ladite première aile latérale ou sur la face externe de ladite deuxième aile latérale, ladite rainure étant formée autour de la section débouchante du logement destiné à recevoir une extrémité de ladite vis d’assemblage.
Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, ledit premier capuchon d’étanchéité et ledit deuxième capuchon d’étanchéité présente une surface interne taraudée permettant de visser ledit premier capuchon d’étanchéité et ledit deuxième capuchon d’étanchéité sur une extrémité de ladite vis d’assemblage.
Il peut par exemple s’agir de la surface taraudée d’un trou taraudé borgne.
Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, ledit élément d’étanchéité est un joint torique ou un joint plat.
Selon un aspect particulier de l’invention, ledit élément d’étanchéité est un joint élastique polymérique, de préférence en polymère modifié silane.
Avantageusement, ledit connecteur électrique est au moins partiellement en cuivre, en aluminium et/ou en un alliage métallique conducteur d’électricité.
De façon préférentielle, un dispositif tel que décrit ci-dessus comprend un premier écrou et un deuxième écrou vissés sur ladite vis d’assemblage jusqu’à être en contact avec respectivement la surface externe de ladite première aile et la surface externe de ladite deuxième aile, de sorte à assurer ladite fixation par boulonnage desdites ailes auxdites première et deuxième brides et en ce que ledit logement dans ledit premier capuchon est apte à recevoir ledit premier écrou et ledit logement dans ledit deuxième capuchon est apte à recevoir ledit deuxième écrou.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, lesdites deux portions d’enveloppes sont des portions d’enveloppes d’un poste électrique sous enveloppe métallique.
Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, lesdites deux portions d’enveloppes sont des portions d’enveloppes d’un réseau de distribution de gaz.
Selon un aspect particulier de l’invention, lesdites deux portions d’enveloppes présentent des sections de surfaces différentes.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, ledit connecteur électrique est une pièce usinée ou une pièce de fonderie ou est formé au de pièces usinées et/ou de fonderie.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, lesdits capuchons sont des pièces métalliques usinées ou de fonderie ou des pièces obtenues par injection plastique.
Liste des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation de l’invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
Description détaillée de l’invention
On a illustré sur la figure 1, un exemple de mode de réalisation d’un dispositif 10 d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’invention, dans une vue en perspective.
Ce dispositif 10 assure l’assemblage de deux compartiments 11 et 12 de même section d’un poste électrique sous enveloppe métallique et comprend une première bride 13 et une deuxième bride 14 soudés respectivement au compartiment 11 et au compartiment 12, enserrant un isolateur 15.
Ces brides 13 et 14 sont fixées ensemble par boulonnage à l’aide de vingt-quatre vis d’assemblage 16 réparties régulièrement sur un contour circulaire et de leurs écrous 17.
Un connecteur électrique 18, ou « shunt », reliant les brides 13 et 14, est monté à cheval sur une des vis d’assemblage 16.
Ce connecteur 18 présente une forme générale en « U » et est formé d’une platine centrale en cuivre 19 sur laquelle sont fixées deux ailes latérales 110 et 111 en aluminium.
Dans une variante de ce mode de réalisation particulier de l’invention, il peut être envisagé de mettre en œuvre un connecteur électrique d’une seule pièce monobloc.
La première aile latérale 110 et la deuxième aile latérale 111 de ce connecteur sont plaquées en appui contre les faces externes des brides 13 et 14 par des écrous 17.
Comme on peut le voir sur la figure 2, dans une vue en coupe du dispositif 10, une gorge circulaire 21 a été usinée sur la face interne de la première aile latérale 110 et sur face interne de la deuxième aile latérale 111 autour d’une lumière 22 formée dans ces ailes latérales 110 et 111 pour permettre le passage de la vis d’assemblage 16, la gorge 21 et la lumière étant concentriques. Ces gorges 21 logent chacune un joint torique 23, qui est maintenu compressé contre la face externe de la bride 13 ou 14, et empêche toute fuite à l’interface entre les ailes 110 et 111 du connecteur électrique et les brides 13 et 14.
Par ailleurs, les extrémités de la vis d’assemblage 16 faisant saillies hors des brides 13 et 14 sont coiffées respectivement d’un premier capuchon d’étanchéité 24 et d’un deuxième capuchon d’étanchéité 25, qui présentent un logement interne 26 permettant de recevoir une extrémité de la vis d’assemblage et l’écrou 17 vissé sur celle-ci.
Le logement 26 des capuchons 24 et 25 présente en son fond un trou taraudé borgne 27 qui permet de visser les capuchons 24 et 25 sur les extrémités de la vis d’assemblage 16.
Une gorge circulaire 28 accueillant un joint torique 29 est formée sur la base des capuchons 24 et 25 autour de la section débouchante du logement 26.
Lorsque les capuchons 24 et 25 sont vissés sur les extrémités de la vis d’assemblage 16, via un quart de tour, les joints toriques 29 sont comprimés contre la face externe des ailes latérales 110 et 111. Ainsi du gaz fuyant au travers du filetage de la vis 16, ne peut pas s’échapper à l’interface entre les capuchons 24 et 25 et les ailes 110 et 111 et reste contenu dans le volume du logement 26. On notera que dans ce mode de réalisation particulier de l’invention, la face externe des ailes latérales 110 et 111 présente un dégagement 210 pour pouvoir insérer au moins une partie des capuchons 24 et 25 à l’intérieur des ailes, ce qui rend le dispositif plus compact.
Dans une variante du mode réalisation de l’invention décrit ci-dessus, il peut être également prévu de mettre en œuvre un dispositif selon l’invention adapté pour assembler et évacuer des fuites de courant de deux portions d’enveloppes de sections différentes, sans sortir du cadre de l’invention.
Dans encore une autre variante, il peut être envisagé de mettre en œuvre un dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’invention pour assembler deux portions d’enveloppes de conduites d’un réseau de distribution de gaz naturel.
Il convient enfin de noter que dans des modes de réalisation particuliers de l’invention, le dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite peut comprendre plusieurs connecteurs électriques et leurs deux capuchons associés montés sur différentes vis d’assemblage des brides.
Claims (10)
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite de deux portions d’enveloppes destinées à contenir un gaz sous pression, comprenant :
- une première bride et une deuxième bride montées chacune à une extrémité desdites portions d’enveloppes ;
- au moins une vis d’assemblage de ladite première bride et de ladite deuxième bride ; et
- un connecteur électrique sensiblement en forme de « U », destiné à former un shunt entre ladite première bride et ladite deuxième bride, présentant une première aile latérale destinée à venir en contact avec la face de ladite première bride tournée vers la portion d’enveloppe fixée à ladite première bride et une deuxième aile latérale destinée à venir en contact avec la face de ladite deuxième bride tournée vers la portion d’enveloppe fixée à ladite deuxième bride, ledit connecteur électrique présentant une première lumière formée dans ladite première aile et une deuxième lumière formée dans ladite deuxième aile, en vis-à-vis de ladite première lumière, destinées à permettre le passage de ladite vis d’assemblage, les ailes dudit connecteur électrique étant fixées à la première et à la deuxième brides par boulonnage à l’aide de ladite vis d’assemblage,
caractérisé en ce que la face interne de la première aile et la face interne de la deuxième aile dudit connecteur électrique présentent chacune une rainure configurée pour loger un élément d’étanchéité destiné à venir en appui sur la première bride ou sur la deuxième bride, ladite rainure étant formée autour de la lumière destinée au passage de ladite vis d’assemblage de chaque aile,
et en ce que le dispositif comprend un premier capuchon d’étanchéité et un deuxième capuchon d’étanchéité comprenant un logement apte à recevoir l’extrémité de ladite vis faisant saillie de ladite première bride, respectivement de ladite deuxième bride, ledit premier capuchon et ledit deuxième capuchon étant destinés à être montés de manière étanche en appui contre la face externe de ladite première aile latérale ou respectivement de la face externe de ladite deuxième aile latérale. - Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier capuchon d’étanchéité et ledit deuxième capuchon d’étanchéité comprennent chacun une rainure configurée pour loger un joint d’étanchéité destiné à venir en appui sur la face externe de ladite première aile latérale ou sur la face externe de ladite deuxième aile latérale, ladite rainure étant formée autour de la section débouchante du logement destiné à recevoir une extrémité de ladite vis d’assemblage.
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit premier capuchon d’étanchéité et ledit deuxième capuchon d’étanchéité présente une surface interne taraudée permettant de visser ledit premier capuchon d’étanchéité et ledit deuxième capuchon d’étanchéité sur une extrémité de ladite vis d’assemblage.
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément d’étanchéité est un joint torique ou un joint plat.
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément d’étanchéité est un joint élastique polymérique, de préférence en polymère modifié silane.
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit connecteur électrique est au moins partiellement en cuivre, en aluminium et/ou en un alliage métallique conducteur d’électricité.
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend un premier écrou et un deuxième écrou vissés sur ladite vis d’assemblage jusqu’à être en contact avec respectivement la surface externe de ladite première aile et la surface externe de ladite deuxième aile, de sorte à assurer ladite fixation par boulonnage desdites ailes auxdites première et deuxième brides et en ce que ledit logement dans ledit premier capuchon est apte à recevoir ledit premier écrou et ledit logement dans ledit deuxième capuchon est apte à recevoir ledit deuxième écrou.
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites deux portions d’enveloppes sont des portions d’enveloppes d’un poste électrique sous enveloppe métallique.
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites deux portions d’enveloppes sont des portions d’enveloppes d’un réseau de distribution de gaz.
- Dispositif d’assemblage et d’évacuation des courants de fuite selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdites deux portions d’enveloppes présentent des sections de surfaces différentes.
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