WO2002080323A1 - Interrupteur/sectionneur multifonctionnel - Google Patents

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WO2002080323A1
WO2002080323A1 PCT/FR2002/001023 FR0201023W WO02080323A1 WO 2002080323 A1 WO2002080323 A1 WO 2002080323A1 FR 0201023 W FR0201023 W FR 0201023W WO 02080323 A1 WO02080323 A1 WO 02080323A1
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switch
terminal
terminals
movable contact
switched
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PCT/FR2002/001023
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Inventor
William E. Winter
Original Assignee
Alstom
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/075—Earthing arrangements

Definitions

  • a medium or high voltage switch for an electrical distribution station, with three switching positions including a grounding position and comprising a first input terminal, a second output terminal and a third connection terminal. to earth, said terminals cooperating with a movable contact.
  • the term switch is to be taken in the broad sense when applied to the invention, and designates both a switch intended to cut a nominal current as a disconnector which by definition is generally intended to open or close a circuit which is not crossed by a current.
  • An electrical distribution station typically comprises one or more incoming electrical cells which are each connected between a set of power bars and a distribution cable as well as one or more outgoing electrical cells, such as on a cable or on a protection cell of a transformer which is connected at the busbar input and at the output to a transformer, for example a medium voltage / low voltage transformer.
  • a transformer protection cell includes a fuse circuit breaker which protects the upstream electrical circuit in the event of a fault on the transformer. This fuse circuit breaker is generally fitted with an interchangeable fuse after each melting. Changing a fuse in a transformer protection cell must be done, for personnel safety reasons, when the fuse circuit breaker is connected upstream and downstream to earth.
  • European patent application EP-0924827 describes a transformer protection cell in which the earthing means upstream and downstream of the fuse circuit breaker comprise a head disconnector connected between a busbar and a switch, an upstream earthing switch which can bring the movable contact of the head disconnector to earth potential and a downstream earthing switch connected between earth and the cell output terminal.
  • the switch is formed by a vacuum interrupter and a mechanical linkage linkage kinematically connects the two earthing switches and the head disconnector to simultaneously drive the earthing switches to the closed or closed position. opening during operation of the cell control mechanism according to a determined sequence.
  • the mechanical linkage between the different disconnectors is a complicated arrangement which increases the size of the cell. Furthermore, a misalignment between the different rods of the control induces a risk of an electric arc appearing on the downstream earthing switch in the event of current return from the transformer.
  • the subject of the invention is a medium or high voltage switch comprising per phase at least three fixed connection terminals, which can be switched into at least three switching positions including a closed position, an open position and a grounding position, the closed position consisting of electrically connecting a first input terminal to a second output terminal, the open position consisting of electrically isolating said fixed connection terminals therebetween, the grounding position the earth consisting in electrically connecting said second terminal to a third terminal connected to earth, the switch further comprising, by phase, a fourth connection terminal as well as a contact movable in rotation about an axis and able to be operated for switch the switch in any one of said switching positions, said fourth terminal being able to be connected to said secon of and third terminals via said movable contact when the switch is switched to the grounding position, characterized in that said movable contact comprises two main ends, one of which includes a connection element intended to be connected to said first terminal then to said second terminal when the switch is respectively switched from its closed position to its earthed position.
  • the fuse circuit breaker is connected upstream to the second output terminal of the switch and downstream to the fourth output terminal of the 'light switch.
  • the switch according to the invention is switched to its earthing position, an earthing upstream and downstream of the circuit breaker is carried out.
  • fuse by simple electrical connection without the need for any mechanical connection.
  • the movable contact can be formed by a fork with two teeth, this contact consisting of a knife secured to a main rotary drive shaft, this knife being able to be arranged with the four terminals of the switch. in a compact case filled with a dielectric gas.
  • the switch according to the invention can be mounted in a departure cell or in an arrival cell equipping a public or private electrical distribution station. These cells can be produced in compact or modular form with gas insulation, for example a dielectric gas such as SF6. It is known to perform so-called cable test operations on the supply cells distribution cables in an electrical distribution station. These operations are so far quite complicated because they require disassembly and reassembly of the earthing circuit of the incoming cell. This problem can be solved more simply and with greater security using a switch according to the invention comprising a third grounding terminal which is movable relative to the other terminals of the switch so as to be able to be disconnected from the moving contact or reconnected to the moving contact when the switch is switched to its earthing position.
  • a switch according to the invention comprising a third grounding terminal which is movable relative to the other terminals of the switch so as to be able to be disconnected from the moving contact or reconnected to the moving contact when the switch is switched to its earthing position.
  • the third movable earthing terminal of the switch according to the invention may for example be a pivoting finger secured to a secondary rotary control shaft extending parallel to the main control shaft of the switch.
  • the switch according to the invention is multifunctional. It makes it possible to carry out an upstream and downstream earthing in a starting cell of an electrical substation. It also makes it possible to carry out a cable test in an inlet cell of an electrical substation.
  • Figures 1 to 3 are electrical diagrams of a protection cell of a transformer according to the invention.
  • Figures 4 to 6 are electrical diagrams of an inlet cell according to the invention.
  • Figures 7 to 10 show a first embodiment of the multifunctional switch according to the invention.
  • Figures 1 1 to 14 show a second embodiment of the multifunctional switch according to the invention.
  • a protection cell of a transformer 5 comprises a multifunctional switch 1 having a first input terminal 1A connected to a busbar 2, a second output terminal 1 B connected upstream of a fuse circuit breaker 3.
  • the fuse circuit breaker 3 is connected downstream to the transformer 5 through the output terminal 4 of the cell.
  • the switch 1 comprises a third grounding terminal 1C connected to the ground and a fourth terminal 1 D connected to the output terminal 4 of the cell by a flexible connection for example.
  • the switch 1 finally comprises a movable contact 6 which is arranged to cooperate in a determined sequence with the four terminals 1A to 1 D.
  • This movable contact 6 is shaped to simultaneously connect three terminals of the switch. It is for example in the form of a two-pronged fork for simultaneously connecting the terminals 1 B.1 C and 1 D when the switch 1 is switched to its earthed position.
  • the switch 1 is closed and the movable contact 6 connects only the terminals 1A and 1 B so that the transformer 5 is supplied by the busbar 2.
  • the switch 1 is open and the movable contact 6 isolates between them the terminals 1A and 1B with a sufficient dielectric withstand cut preventing any formation of an arc between them when applying the standard dielectric containers.
  • the switch is switched to its earthing position according to which the movable contact 6 simultaneously connects the terminals 1B, 1C and 1 D.
  • the two terminals of the fuse 3 are brought to earth potential while transformer 5 is electrically isolated from busbar 2.
  • FIGS. 4 to 6 show an incoming or outgoing electrical cell comprising a switch 1 according to the invention having a third earthing terminal 1C which is movable relative to the other terminals 1A, 1 B, 1 D which allows performing a so-called cable test operation.
  • the output terminal 4 of the cell is connected upstream to terminal 1C of the switch and downstream to a distribution cable 5 '.
  • the switch 1 is closed and the movable contact in the form of a two-pronged fork connects the terminals 1A and 1B so that the cable 5 'is connected to the busbar 2.
  • the switch 1 is in its earthing position according to which the movable contact 6 simultaneously connects the terminals 1B, 1C and 1 D. In this position of the switch, the terminals 1B and 1 D and the head of the cable 5 'are brought to earth potential.
  • the procedure is as follows.
  • a generator GC is connected to the fourth terminal 1 D of the switch under earth protection.
  • This generator GC is a generator for injecting an electrical voltage into the 5 'cable.
  • the third grounding terminal 1C is moved so as to disconnect it from the movable contact 6. A voltage can then be injected into the cable 5 'from the generator GC as illustrated in the figure 6.
  • FIG. 7 to 10 show in a cross-sectional view a first embodiment of the multifunctional switch 1. It comprises a cylindrical housing 7 of longitudinal axis AX closed to be filled with a dielectric gas.
  • the housing 7 is here formed of two semi-cylindrical shells 7A, 7B produced for example, by molding an electrically insulating material such as an epoxy resin.
  • the terminals 1A to 1 D of the switch 1 are arranged with the movable contact 6 inside the housing 7.
  • the movable contact 6 is a substantially straight knife having one end provided with two teeth 6A, 6B.
  • the knife 6 is fixed to a main rotary control shaft 8A which crosses the housing 7 along the longitudinal axis AX. As can be seen in FIGS. 7 to 10, the knife 6 is fixed at its central part on the shaft 8A while being offset from the latter.
  • the control shaft 8A is made of an electrically insulating material.
  • a polyphase switch 1 may comprise several knives 6 fixed on the shaft 8A and arranged in the same cut-off volume inside the housing 7.
  • Figure 7 shows the switch 1 in the closed position.
  • the knife 6 extends vertically between the first input terminal 1A arranged in the upper part of the housing 7 and the second output terminal 1B disposed in the lower part of the housing 7.
  • the two teeth 6A and 6B of the knife are arranged at the lower end of the knife 6, the tooth 6A connecting the terminal 1 B.
  • the third earthing terminal 1C and the fourth terminal 1D of the switch are also arranged in the upper part of the housing 7, the earthing terminal 1C being disposed between terminal 1A and terminal 1D.
  • the terminals 1A to 1D are distributed over the inner circular periphery of the housing 7 in the plane of rotation of the knife 6.
  • the third earthing terminal 1C of the switch is a finger secured to a secondary rotary control shaft 8B passing through the housing 7 parallel to the main control shaft 8A.
  • the control shaft 8B is electrically conductive and several pivoting fingers such as 1C can be mounted on the secondary control shaft 8B by being arranged in the same cut-off volume inside the housing 7.
  • the conductive terminals 1A, 1B and 1D distributed over the inner circular periphery of the housing 7 are arranged in bushings of the housing 7.
  • Each of the different conductive terminals is dielectrically isolated from others, so as not to generate ignition on normalized dielectric stress.
  • the dielectric strength between terminals 1A and 1C is reinforced by an insulating fin 9 extending vertically inside the housing 7 from its upper part to near the main control shaft 8A.
  • the main control shaft 8A also forms an insulating sheath 10 partially surrounding the knife 6 in order to reinforce the dielectric strength between the conductive parts inside the housing 7.
  • the switch 1 is switched, by rotation of the main control shaft 8A, from its closed position to an open and isolated position of the terminals 1A and 1 B.
  • the switch 1 is switched, by rotation of the main control shaft 8A, from its open position to a grounding position and the knife 6 connects the terminals 1 B.1C and 1D at the same time. More particularly, the tooth 6B of the knife 6 is connected to the terminal 1C and the tooth 6A of the knife 6 is connected to the terminal 1D. For its part, the tooth 6C of the knife 6 is connected to the terminal 1B.
  • the earthing terminal 1C in the form of a pivoting finger is moved, by rotation of the secondary control shaft 8B, to be disconnected from the tooth 6B of the knife.
  • the switch is used in a transformer fused circuit-breaker protection cell, it is not useful for the earthing terminal 1C to be left movable in the housing. It may be of fixed design in the housing. Alternatively, the blocking of the rotary movement of the earthing terminal 1C can be obtained simply by blocking the control acting on the secondary control shaft 8B.
  • FIG. 11 to 14 show in a cross-sectional view, a second embodiment of the multifunctional switch 1.
  • the switch shown in Figures 11 to 14 differs from that shown in Figures 7 to 10 in that the movable contact 6 is a V-shaped knife and in this the terminals 1A and 1C are arranged in the upper part of the housing 7 while the terminals 1 B and 1 D are arranged in the lower part of the housing. Furthermore, the main control shaft 8A is disposed in the central part of the knife without being offset from the latter.
  • the switch 1 is closed and the knife 6 connects only the terminals 1A and 1B.
  • the switch 1 is open.
  • the switch is in a grounding position of the terminals 1B and 1 D.
  • the switch 1 In this position of the switch, the tooth 6A of the knife 6 is connected to the terminal 1D and the tooth 6B of the knife is connected to the terminal 1C.
  • the switch 1 In FIG. 14, the switch 1 is in a position for connection to the cable test generator, the earthing terminal 1C being disconnected from the knife 6.
  • This earthing terminal 8 is again a pivoting finger in the housing 7 which is rotated by a secondary rotary control shaft 8B.
  • the switch 1 according to the invention can be provided with one or more voltage sensors 12 each mounted to detect the presence of an electrical voltage on one of the terminals 1A, 1 B or 1 D of the switch.
  • the voltage sensor 12 may advantageously be a capacitive divider of annular shape which is placed around a crossing of one of the terminals 1 A, 1 B or 1 D as illustrated in FIGS. 7 and 11.
  • a starting or protection of a transformer incorporating a multifunctional switch 1 as described above can be part of a medium voltage distribution station insulated in atmospheric air or gas at controlled pressure such as SF6 or nitrogen . If it is an insulation with an insulating gas such as SF6, this requires a small volume.
  • the construction of the switch according to the invention is suitable for prefabricated distribution stations having a small volume.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

L'interrupteur/sectionneur (1) comprend par phase au moins trois bornes de connexion fixes (1A, 1B, 1C), pouvant être commuté dans au moins trois positions de communtation incluant une position de fermeture, une position d'ouverture et une position de mise à la terre. La position de fermeture consiste à connecte électriquement une première borne d'entrée (1A) à une seconde borne de sortie (1B), et la position de mise à la terre consiste à connecter électriquement la seconde borne (1B) à une troisième borne (1C) reliée à la terre. L'interrupteur/sectionneur comprend aussi par phase une quatrième borne de connexion (1D) ainsi qu'un contact (6) mobile en rotation autour d'un axe (AX) pour assurer la commutation, cette quatrième borne (1D) étant apte à être connectée aux seconde et troisième bornes (1B, 1C) par l'intermédiaire de ce contact mobile (6) lorsque l'interrupteur/sectionneur est commuté en position de mise à la terre. L'interrupteur/sectionneur est caractérisé en ce que le contact mobile (6) comprend deux extrémités principales dont une qui comporte un élément de connexion (6C) destiné à être connecté à ladite première borne (1A) puis à ladite seconde borne (1B) lorsque l'interrupteur est commuté respectivement de sa position de fermeture à sa position de mise à la terre.

Description

INTERRUPTEUR/ SECTIONNEUR MULTIFONCTIONNEL
L'invention porte sur un interrupteur moyenne ou haute tension pour poste de distribution électrique, à trois positions de commutation incluant une position de mise à la terre et comprenant une première borne d'entrée, une seconde borne de sortie et une troisième borne de mise à la terre, lesdites bornes coopérant avec un contact mobile. Dans ce qui suit, le terme interrupteur est à prendre au sens large lorsqu' appliqué à l'invention, et désigne aussi bien un interrupteur destiné à couper un courant nominal qu'un sectionneur qui par définition est généralement destiné à ouvrir ou fermer un circuit qui n'est pas parcouru par un courant.
Un poste de distribution électrique comporte typiquement une ou plusieurs cellules électriques d'arrivée qui sont branchées chacune entre un jeu de barres d'alimentation et un câble de distribution ainsi qu'une ou plusieurs cellules électriques de départ, telle que sur câble ou sur une cellule de protection d'un transformateur qui est branchée en entrée au jeu de barres et en sortie à un transformateur, par exemple un transformateur moyenne tension/basse tension. Une cellule de protection d'un transformateur comporte un coupe- circuit à fusible qui protège le circuit électrique amont en cas de défaut sur le transformateur. Ce coupe-circuit à fusible est généralement doté d'un fusible interchangeable après chaque fusion. Le changement d'un fusible dans une cellule de protection d'un transformateur se fait obligatoirement, pour des raisons de sécurité du personnel, quand le coupe-circuit à fusible est raccordé en amont et en aval à la terre. La demande de brevet européen EP-0924827 décrit une cellule de protection d'un transformateur dans laquelle les moyens de mise à la terre amont et aval du coupe-circuit à fusible comportent un sectionneur de tête connecté entre un jeu de barres et un interrupteur, un sectionneur de terre amont pouvant porter le contact mobile du sectionneur de tête au potentiel de la terre et un sectionneur de terre aval branché entre la terre et la borne de sortie de la cellule. Dans cette cellule de protection connue, l'interrupteur est formé par une ampoule à vide et une liaison mécanique à tringles relie cinématiquement les deux sectionneurs de terre et le sectionneur de tête pour entraîner simultanément les sectionneurs de terre vers la position de fermeture ou d'ouverture lors de la manœuvre du mécanisme de commande de la cellule selon une séquence déterminée. La liaison mécanique à tringles entre les différents sectionneurs est un agencement compliqué qui augmente l'encombrement de la cellule. Par ailleurs, un déréglage entre les différentes tringles de la commande induit un risque d'apparition d'un arc électrique sur le sectionneur de terre aval en cas de retour de courant en provenance du transformateur.
Un but de l'invention est de proposer un interrupteur moyenne ou haute tension permettant de réaliser de façon simple une mise à la terre amont et aval d'un coupe-circuit à fusible dans une cellule de protection d'un transformateur. Un autre but de l'invention est de proposer un tel interrupteur qui soit d'une conception compacte.
A cet effet, l'invention a pour objet un interrupteur moyenne ou haute tension comprenant par phase au moins trois bornes de connexion fixes, pouvant être commuté dans au moins trois positions de commutation incluant une position de fermeture, une position d'ouverture et une position de mise à la terre, la position de fermeture consistant à connecter électriquement une première borne d'entrée à une seconde borne de sortie, la position d'ouverture consistant à isoler électriquement entre elles lesdites bornes de connexion fixes, la position de mise à la terre consistant à connecter électriquement ladite seconde borne à une troisième borne reliée à la terre, l'interrupteur comprenant en outre par phase une quatrième borne de connexion ainsi qu'un contact mobile en rotation autour d'un axe et apte à être manœuvré pour commuter l'interrupteur dans l'une quelconque desdites positions de commutation, ladite quatrième borne étant apte à être connectée auxdites seconde et troisième bornes par l'intermédiaire dudit contact mobile lorsque l'interrupteur est commuté en position de mise à la terre, caractérisé en ce que ledit contact mobile comprend deux extrémités principales dont une qui comporte un élément de connexion destiné à être connecté à ladite première borne puis à ladite seconde borne lorsque l'interrupteur est commuté respectivement de sa position de fermeture à sa position de mise à la terre.
Dans une cellule de protection d'un transformateur munie d'un interrupteur selon l'invention, le coupe-circuit à fusible est connecté en amont à la seconde borne de sortie de l'interrupteur et en aval à la quatrième borne de sortie de l'interrupteur. De la sorte, quand l'interrupteur selon l'invention est commuté dans sa position de mise à la terre, on réalise une mise à la terre amont et aval du coupe-circuit à fusible par simple connexion électrique sans avoir besoin d'aucune liaison mécanique. Un tel agencement assure à une cellule de protection d'un transformateur une meilleure fiabilité de fonctionnement et une plus grande sécurité d'utilisation. Selon l'invention, le contact mobile peut être formé d'une fourche à deux dents, ce contact étant constitué d'un couteau solidaire d'un arbre de commande rotatif principal, ce couteau pouvant être disposé avec les quatre bornes de l'interrupteur dans un boîtier de forme compacte rempli d'un gaz diélectrique. L'interrupteur selon l'invention peut être monté dans une cellule de départ ou dans une cellule d'arrivée équipant un poste de distribution électrique public ou privé. Ces cellules peuvent être réalisées sous forme compacte ou modulaire avec une isolation au gaz, par exemple un gaz diélectrique comme le SF6. II est connu d'effectuer des opérations dites tests câble sur les câbles de distribution de cellules d'arrivée dans un poste de distribution électrique. Ces opérations sont jusqu'à présent assez compliquées du fait qu'elles nécessitent de démonter et remonter le circuit de mise à la terre de la cellule d'arrivée. Ce problème peut être résolu plus simplement et avec une plus grande sécurité à l'aide d'un interrupteur selon l'invention comportant une troisième borne de mise à la terre qui est mobile par rapport aux autres bornes de l'interrupteur de telle manière à pouvoir être déconnectée du contact mobile ou reconnectée au contact mobile quand l'interrupteur est commuté dans sa position de mise à la terre. La troisième borne mobile de mise à la terre de l'interrupteur selon l'invention peut par exemple être un doigt pivotant solidaire d'un arbre de commande rotatif secondaire s'étendant parallèlement à l'arbre de commande principal de l'interrupteur. Avec cet agencement, pour effectuer une opération de test câble sur un câble de distribution d'une cellule d'arrivée comportant l'interrupteur selon l'invention relié par sa seconde borne de sortie au câble de distribution à tester, on procède de la façon suivante : l'interrupteur est commuté dans sa position de mise à la terre et un générateur est branché sur la quatrième borne de l'interrupteur sous protection de la terre ; la troisième borne de mise à la terre de l'interrupteur est déconnectée du contact mobile de sorte qu'une tension peut être injectée dans le câble depuis le générateur pour réaliser le test ; à la fin de l'opération de test câble, la troisième borne de mise à la terre de l'interrupteur est reconnectée au contact mobile de sorte que le générateur peut être débranché de la quatrième borne de l'interrupteur sous protection de la terre.
L'interrupteur selon l'invention est multifonctionnel. Il permet d'effectuer une mise à la terre amont et aval dans une cellule de départ d'un poste électrique. Il permet également d'effectuer un test câble dans une cellule d'arrivée d'un poste électrique.
L'invention est décrite plus en détails ci-après et illustrée sur les dessins.
Les figures 1 à 3 sont des schémas électriques d'une cellule de protection d'un transformateur selon l'invention.
Les figures 4 à 6 sont des schémas électriques d'une cellule d'arrivée selon l'invention.
Les figures 7 à 10 représentent un premier exemple de réalisation de l'interrupteur multifonctionnel selon l'invention. Les figures 1 1 à 14 représentent un second exemple de réalisation de l'interrupteur multifonctionnel selon l'invention.
Comme visible sur les figures 1 à 3, une cellule de protection d'un transformateur 5 selon l'invention comporte un interrupteur multifonctionnel 1 ayant une première borne d'entrée 1A connectée à un jeu de barres 2, une seconde borne de sortie 1 B connectée à l'amont d'un coupe-circuit à fusible 3. Le coupe-circuit à fusible 3 est connecté en aval au transformateur 5 à travers la borne de sortie 4 de la cellule.
L'interrupteur 1 comporte une troisième borne de mise à la terre 1C branchée à la terre et une quatrième borne 1 D connectée à la borne de sortie 4 de la cellule par une liaison souple par exemple. L'interrupteur 1 comporte enfin un contact mobile 6 qui est agencé pour coopérer selon une séquence déterminée avec les quatre bornes 1A à 1 D. Ce contact mobile 6 est conformé pour connecter simultanément trois bornes de l'interrupteur. Il se présente par exemple sous la forme d'une fourche à deux dents pour connecter simultanément les bornes 1 B.1 C et 1 D quand l'interrupteur 1 est commuté dans sa position de mise à la terre.
Sur la figure 1 , l'interrupteur 1 est fermé et le contact mobile 6 connecte seulement les bornes 1A et 1 B de sorte que le transformateur 5 est alimenté par le jeu de barres 2. Sur la figure 2, l'interrupteur 1 est ouvert et le contact mobile 6 isole entre elles les bornes 1A et 1 B avec une tenue diélectrique suffisante de sectionnement empêchant toute formation d'un arc électrique entre celles-ci lors de l'application des containtes diélectiques normalisées.
Sur la figure 3, l'interrupteur est commuté dans sa position de mise à la terre selon laquelle le contact mobile 6 connecte en même temps les bornes 1B,1C et 1 D. Dans cette position de l'interrupteur 1 , les deux bornes du fusible 3 sont portées au potentiel de la terre alors que le transformateur 5 est isolé électriquement du jeu de barres 2.
Les figures 4 à 6 représentent une cellule électrique d'arrivée ou de départ comportant un interrupteur 1 selon l'invention ayant une troisième borne de mise à la terre 1C qui est mobile par rapport aux autres bornes 1A,1 B,1 D ce qui permet d'effectuer une opération dite test câble. Dans cette cellule, la borne de sortie 4 de la cellule est raccordée en amont à la borne 1C de l'interrupteur et en aval à un câble de distribution 5'. Sur la figure 4, l'interrupteur 1 est fermé et le contact mobile en forme de fourche à deux dents connecte les bornes 1A et 1 B de sorte que le câble 5' est connecté au jeu de barres 2.
Sur la figure 5, l'interrupteur 1 est dans sa position de mise à la terre selon laquelle le contact mobile 6 connecte en même temps les bornes 1B,1C et 1 D. Dans cette position de l'interrupteur, les bornes 1B et 1 D ainsi que la tête du câble 5' sont portées au potentiel de la terre.
Sur la figure 6, la troisième borne de mise à la terre 1C a été déplacée et est déconnectée du contact mobile 6 de l'interrupteur.
Pour tester que le câble d'alimentation 5', qui est généralement un câble souterrain de grande longueur, ne présente pas de défaut de conduction, on procède de la façon suivante. Quand l'interrupteur 1 est commuté dans sa position de mise à la terre comme montré sur la figure 5, on branche un générateur GC sur la quatrième borne 1 D de l'interrupteur sous protection de la terre. Ce générateur GC est un générateur permettant d'injecter une tension électrique dans le câble 5'. Pour effectuer l'opération de test câble, on déplace la troisième borne de mise à la terre 1C de façon à la déconnecter du contact mobile 6. Une tension peut alors être injectée dans le câble 5' depuis le générateur GC comme illustré sur la figure 6. A la fin de l'opération de test câble, la troisième borne de mise à la terre 1C de l'interrupteur est déplacée de nouveau pour être reconnectée au contact mobile 6 de sorte que le générateur GC peut être débranché de la borne 1 D sous protection de la terre. Les figures 7 à 10 représentent selon une vue en coupe transversale un premier exemple de réalisation de l'interrupteur multifonctionnel 1. Il comprend un boîtier cylindrique 7 d'axe longitudinal AX fermé pour être rempli d'un gaz diélectrique. Le boîtier 7 est ici formé de deux coquilles semi-cylindriques 7A,7B réalisées par exemple, par moulage d'une matière électriquement isolante comme une résine époxy. Les bornes 1A à 1 D de l'interrupteur 1 sont disposées avec le contact mobile 6 à l'intérieur du boîtier 7. Le contact mobile 6 est un couteau sensiblement rectiligne ayant une extrémité munie de deux dents 6A,6B. Son autre extrémité est munie d'une dent 6C. Le couteau 6 est fixé à un arbre de commande rotatif principal 8A qui traverse le boîtier 7 selon l'axe longitudinal AX. Comme visible sur les figures 7 à 10, le couteau 6 est fixé au niveau de sa partie centrale sur l'arbre 8A en étant déporté de celui-ci. L'arbre de commande 8A est en une matière électriquement isolante. Un interrupteur 1 polyphasé pourra comprendre plusieurs couteaux 6 fixés sur l'arbre 8A et disposés dans un même volume de coupure à l'intérieur du boîtier 7.
La figure 7 montre l'interrupteur 1 en position de fermeture. Dans cette position de l'interrupteur, le couteau 6 s'étend verticalement entre la première borne d'entrée 1A disposée dans la partie supérieure du boîtier 7 et la seconde borne de sortie 1B disposée dans la partie inférieure du boîtier 7. Les deux dents 6A et 6B du couteau sont disposées à l'extrémité inférieure du couteau 6, la dent 6A connectant la borne 1 B.
La troisième borne de mise à la terre 1C et la quatrième borne 1D de l'interrupteur sont également disposées dans la partie supérieure du boîtier 7, la borne de mise à la terre 1C étant disposée entre la borne 1A et la borne 1D. Les bornes 1A à 1D sont réparties sur la périphérie circulaire intérieure du boîtier 7 dans le plan de rotation du couteau 6.
La troisième borne de mise à la terre 1C de l'interrupteur est un doigt solidaire d'un arbre de commande rotatif secondaire 8B traversant le boîtier 7 parallèlement à l'arbre de commande principal 8A. L'arbre de commande 8B est électriquement conducteur et plusieurs doigts pivotants tels que 1C peuvent être montés sur l'arbre de commande secondaire 8B en étant disposés dans un même volume de coupure à l'intérieur du boîtier 7.
Les bornes conductrices 1A,1B et 1D réparties sur la périphérie circulaire intérieure du boîtier 7 sont disposées dans des traversées du boîtier 7. Chacune des différentes bornes conductrices est diélectriquement isolée des autres, de façon à ne pas engendrer d'amorçage sur contrainte diélectrique normalisée. Par exemple, la tenue diélectrique entre les bornes 1A et 1C est renforcée par une ailette isolante 9 s'étendant verticalement à l'intérieur du boîtier 7 depuis sa partie supérieure jusqu'à proximité de l'arbre de commande principal 8A. L'arbre de commande principal 8A forme également une gaine isolante 10 entourant partiellement le couteau 6 pour renforcer la tenue diélectrique entre les pièces conductrices à l'intérieur du boîtier 7.
Sur la figure 8, l'interrupteur 1 est commuté, par une rotation de l'arbre de commande principal 8A, de sa position de fermeture dans une position d'ouverture et d'isolement des bornes 1A et 1 B. Sur la figure 9, l'interrupteur 1 est commuté, par rotation de l'arbre de commande principal 8A, de sa position d'ouverture dans une position de mise à la terre et le couteau 6 connecte en même temps les bornes 1 B.1C et 1D. Plus particulièrement, la dent 6B du couteau 6 est connectée à la borne 1C et la dent 6A du couteau 6 est connectée à la borne 1D. De son côté, la dent 6C du couteau 6 est connectée à la borne 1B. Sur la figure 10, la borne de mise à la terre 1C en forme de doigt pivotant est déplacée, par rotation de l'arbre de commande secondaire 8B, pour être déconnectée de la dent 6B du couteau.
Si l'interrupteur est utilisé dans une cellule de protection par coupe-circuit à fusible d'un transformateur, il n'est pas utile que la borne de mise à la terre 1C soit laissée mobile dans le boîtier. Elle peut être de conception fixe dans le boîtier. Alternativement, le blocage du mouvement rotatif de la borne de mise à la terre 1C peut être obtenu simplement par un blocage de la commande agissant sur l'arbre de commande secondaire 8B.
Les figures 11 à 14 représentent selon une vue en coupe transversale, un second exemple de réalisation de l'interrupteur multifonctionnel 1. L'interrupteur montré sur les figures 11 à 14 se différencie de celui montré sur les figures 7 à 10 en ce que le contact mobile 6 est un couteau en forme de V et en ce les bornes 1A et 1C sont disposées dans la partie supérieure du boîtier 7 tandis que les bornes 1 B et 1 D sont disposées dans la partie inférieure du boîtier. Par ailleurs, l'arbre de commande principal 8A est disposé dans la partie centrale du couteau sans être déporté de celui-ci. Sur \a figure 11 , l'interrupteur 1 est fermé et le couteau 6 connecte seulement les bornes 1A et 1B. Sur la figure 12, l'interrupteur 1 est ouvert. Sur la figure 13, l'interrupteur est dans une position de mise à la terre des bornes 1B et 1 D. Dans cette position de l'interrupteur, la dent 6A du couteau 6 est connectée à la borne 1D et la dent 6B du couteau est connecté à la borne 1C. Sur la figure 14, l'interrupteur 1 est dans une position de connection au générateur de test câble, la borne de mise à la terre 1C étant déconnectée du couteau 6. Cette borne de mise à la terre 8 est encore un doigt pivotant dans le boîtier 7 qui est déplacé en rotation par un arbre de commande rotatif secondaire 8B.
L'interrupteur 1 selon l'invention peut être muni d'un ou de plusieurs capteurs de tension 12 monté chacun pour détecter la présence d'une tension électrique sur une des bornes 1A,1 B ou 1 D de l'interrupteur. Le capteur de tension 12 peut être avantageusement un diviseur capacitif de forme annulaire qui est posé autour d'une traversée d'une des bornes 1 A,1 B ou 1 D comme illustré sur les figures 7 et 11. Une cellule de départ ou de protection d'un transformateur incorporant un interrupteur multifonctionnel 1 tel que décrit ci-dessus peut faire partie d'un poste de distribution à moyenne tension à isolation dans l'air atmosphérique ou à gaz à pression contrôlée tel que du SF6 ou de l'azote. S'il s'agit d'une isolation avec un gaz d'isolation comme du SF6, celle-ci nécessite un faible volume. La construction de l'interrupteur selon l'invention est adaptée à des postes de distribution préfabriqués ayant un faible volume.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Interrupteur (1) moyenne ou haute tension comprenant par phase au moins trois bornes de connexion fixes (1A,1 B,1C), pouvant être commuté dans au moins trois positions de commutation incluant une position de fermeture, une position d'ouverture et une position de mise à \a terre, la position de fermeture consistant à connecter électriquement une première borne d'entrée (1A) à une seconde borne de sortie (1 B), la position d'ouverture consistant à isoler électriquement entre elles lesdites bornes de connexion fixes, la position de mise à la terre consistant à connecter électriquement ladite seconde borne (1B) à une troisième borne (1C) reliée à la terre, l'interrupteur comprenant en outre par phase une quatrième borne de connexion (1 D) ainsi qu'un contact (6) mobile en rotation autour d'un axe (AX) et apte à être manœuvré pour commuter l'interrupteur dans l'une quelconque desdites positions de commutation, ladite quatrième borne (1 D) étant apte à être connectée auxdites seconde et troisième bornes (1 B,1C) par l'intermédiaire dudit contact mobile (6) lorsque l'interrupteur est commuté en position de mise à la terre, caractérisé en ce que ledit contact (6) comprend deux extrémités principales dont une qui comporte un élément de connexion (6C) destiné à être connecté à ladite première borne (1A) puis à ladite seconde borne (1B) lorsque l'interrupteur est commuté respectivement de sa position de fermeture à sa position de mise à la terre.
2/ Interrupteur selon la revendication 1 , dans lequel la troisième borne (1C) reliée à la terre est mobile pour pouvoir être déconnectée du contact mobile (6) lorsque l'interrupteur est en position de mise à la terre, afin de commuter l'interrupteur dans une quatrième position de commutation où seules les seconde et quatrième bornes (1B,1 D) sont connectées entre elles. 3/ Interrupteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un côté du contact mobile (6) comporte deux éléments de connexion (6A,6B) dont un (6A) constitue une des deux extrémités principales dudit contact. 4/ Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le contact mobile (6) est solidaire d'un arbre de commande rotatif principal (8A) qui coïncide avec son axe (AX) de rotation, et dans lequel lesdites bornes de connexion (1A-1 D) et ledit contact (6) sont disposés dans un boîtier (7) traversé par ledit arbre principal (8A).
5/ Interrupteur selon la revendication 4, dans lequel ladite troisième borne (1C) reliée à la terre est un doigt pivotant solidaire d'un arbre de commande rotatif secondaire (8B) qui traverse ledit boîtier (7) et est disposé parallèle à l'arbre de commande rotatif principal (8A). 6/ Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant au moins un capteur de tension (12) monté pour détecter la présence d'une tension sur l'une desdites première, seconde ou quatrième borne de l'interrupteur.
7/ Cellule électrique comprenant un interrupteur (1) selon l'une des revendications 1 à 6 et un coupe-circuit à fusible (3) dont les pôles sont électriquement reliés à \a seconde borne (1B) et à la quatrième borne (1 D) de l'interrupteur.
8/ Procédé pour effectuer un test câble sur un câble de distribution (5') relié à la seconde borne de sortie (1B) d'un interrupteur (1) selon l'une des revendications 2 à 6, consistant en les étapes suivantes : a) l'interrupteur (1) est commuté dans sa position de mise à la terre et un générateur (GC) est branché sur la quatrième borne (1 D) de l'interrupteur sous protection de la terre, b) la troisième borne (1C) de l'interrupteur reliée à la terre est déconnectée du contact mobile (6) de l'interrupteur de sorte qu'une tension peut être injectée dans le câble (5') depuis le générateur pour réaliser le test, c) à la fin de l'opération de test, ladite troisième borne (1C) est reconnectée au contact mobile (6) de sorte que le générateur (GC) peut être débranché de ladite quatrième borne (1 D) sous protection de la terre.
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