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FR2558301A1 - High-voltage shielded set isolator equipped with perforated discharge arrester screens. - Google Patents

High-voltage shielded set isolator equipped with perforated discharge arrester screens. Download PDF

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FR2558301A1
FR2558301A1 FR8400772A FR8400772A FR2558301A1 FR 2558301 A1 FR2558301 A1 FR 2558301A1 FR 8400772 A FR8400772 A FR 8400772A FR 8400772 A FR8400772 A FR 8400772A FR 2558301 A1 FR2558301 A1 FR 2558301A1
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hole
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Abstract

The invention relates to a discharge arrester screen incorporated in a shielded switch gear or line isolator. The lateral surface of the discharge arrester screen 30, 34 includes a region perforated by a plurality of holes 36 bringing the inside of the hemispherical screen into communication with the remaining volume of the casing 12. The presence of the holes 36 does not affect the dielectric strength of the isolator and allows better discharge of the heat accumulated inside the screen. Applications: SF6-insulating high-voltage shielded set.

Description

SECTIONNEUR DE POSTE BLINDE A HAUTE TENSION EQUIPE D'ECRANS
PARE-EFFLUVES PERFORES.HIGH VOLTAGE SHUTTER POST DISCONNECT EQUIPPED WITH SCREENS
PERFORATED PAINTS.

L'invention est relative à un sectionneur ou interrupteur pour poste blindé à haute tension comprenant une enveloppe métallique mise à la terre et remplie de gaz isolant à rigidité diélectrique élevée, notamment de l'hexafluorure de soufre, ledit sectionneur étant logé dans un carter accouplé à deux tronçons tubulaires de l'enveloppe, et renfermant - un contact mobile en liaison électrique avec un premier conducteur de connexion agencé dans l'un des tronçons, - un contact fixe porté par un deuxième conducteur de connexion s'étendant à l'intérieur de l'autre tronçon, - des isolateurs de support des premier et deuxième conducteurs et séparant le carter des tronçons correspondants, - et un écran pare-effluves comprenant un capot métallique de forme hémisphérique associé à chacun desdits contacts.The invention relates to a disconnector or switch for a high-voltage shielded substation comprising a metal casing grounded and filled with insulating gas of high dielectric strength, in particular sulfur hexafluoride, said disconnector being housed in a coupled casing. two tubular sections of the casing, and containing - a movable contact in electrical connection with a first connecting conductor arranged in one of the sections - a fixed contact carried by a second connecting conductor extending inside the other section, - supporting insulators of the first and second conductors and separating the housing of the corresponding sections, - and a corona shield comprising a metal cap of hemispherical shape associated with each of said contacts.

Selon un dispositif connu du genre mentionné, le contact fixe est logé coaxialement à l'intérieur de l'un des écrans pare-effluves, tandis que le contact mobile est monté à coulissement axial dans l'autre. écran. En position d'ouverture du sectionneur, les deux écrans pare-effluves se font face, en étant séparés l'un de l'autre par une distance d'isolement prédéterminée. Lorsque le sectionneur est disposé dans le sens vertical et que l'ensemble contact fixe et écran associé est disposé dans la partie supérieure du carter, les gaz chauds accumulés à l'intérieur du capot hémisphérique de l'écran provoquent un échauffement local anormal susceptible de perturber le comportement diélectrique du sectionneur. Le même problème se retrouve à un degré moindre lorsque le sectionneur est disposé horizontalement.According to a known device of the kind mentioned, the fixed contact is housed coaxially inside one of the corona shields, while the movable contact is mounted to slide axially in the other. screen. In the open position of the disconnector, the two corona shields face each other, being separated from each other by a predetermined isolation distance. When the disconnector is arranged in the vertical direction and that the fixed contact assembly and associated screen is disposed in the upper part of the housing, the hot gases accumulated inside the hemispherical cover of the screen cause an abnormal local heating likely to disturb the dielectric behavior of the disconnector. The same problem is found to a lesser degree when the disconnector is arranged horizontally.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et d'améliorer la ventilation interne des écrans pare-effluves sans affecter la tenue diélectrique du sectionneur et sans augmenter l'encombrement de son carter. The object of the invention is to remedy these drawbacks and to improve the internal ventilation of the corona shields without affecting the dielectric strength of the disconnector and without increasing the bulk of its casing.

Selon l'invention, la surface latérale d'au moins un écran pare-effluves comporte une zone perforée par une pluralité de trous faisant communiquer l'intérieur du capot avec le volume restant du carter.According to the invention, the lateral surface of at least one corona shield has a zone perforated by a plurality of holes communicating the inside of the cap with the remaining volume of the casing.

La zone perforée peut s'étendre sur la totalité ou sur une fraction de la surface latérale de l'écran, et le coefficient de vide ou de perforations dans la zone perforée est inférieur à 50 % pour conserver une tenue mécanique suffisante.The perforated area may extend over all or a fraction of the side surface of the screen, and the coefficient of vacuum or perforations in the perforated area is less than 50% to maintain sufficient mechanical strength.

La perforation superficielle de chaque écran n'affecte pas la tenue diélectrique de l'appareillage, et autorise un échappement du gaz chaud de l'intérieur du capot vers le carter. La ventilation interne de l'écran contribue à une meilleure répartition de la chaleur à l'intérieur du carter.The superficial perforation of each screen does not affect the dielectric strength of the equipment, and allows an escape of hot gas from the inside of the cover to the housing. The internal ventilation of the screen contributes to a better distribution of heat inside the housing.

Des essais ont été effectués pour différentes formes et répartitions de trous dans la zone perforée. On a constaté que tout point à l'intérieur de chaque trou doit se trouver à une distance inférieure ou égale à un millimètre de l'un des bords le plus proche.Tests have been carried out for different shapes and distribution of holes in the perforated area. It has been found that every point within each hole must be at a distance less than or equal to one millimeter from one of the nearest edges.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un sectionneur de poste blindé selon l'invention; - les figures 2 et 3 montrent respectivement un écran pareeffluves totalement ou partiellement perforé; - les figures 4a, 4b, 4c et 4d illustrent différentes formes de trous utilisés dans la zone perforée. Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of various embodiments of the invention given by way of nonlimiting example and represented in the accompanying drawings, in which: FIG. a schematic sectional view of a shielded section switch according to the invention; - Figures 2 and 3 respectively show a pareeffluves screen totally or partially perforated; - Figures 4a, 4b, 4c and 4d illustrate different forms of holes used in the perforated area.

Sur la figure 1, un sectionneur 10 de ligne pour poste blindé à haute tension est logé dans un carter 12 dont les extrémités opposées sont accouplées à deux tron çons 14, 16 tubulaires avec interposition d'isolateurs supports 18, 20 en forme de disques ou de cloches. Le carter 12 et les tronçons 14, 16 coaxiaux font partie de l'en- veloppe métallique du poste, ladite enveloppe étant mise à la terre, et remplie de gaz isolant à rigidité diélectrique élevée, notamment de l'hexafluorure de soufre sous pression. Le carter 12 cylindrique du sectionneur 10 est disposé dans le sens vertical et renferme une paire de contacts séparables dont l'élement mobile 22 est formé par une broche entrainée à coulissement axial par une bielle 24 d'un mécanisme 26 extérieur de commande.Le contact mobile 22 est en liaison électrique avec un premier conducteur 28 s'étendant coaxialement à l'intérieur du tronçon 16.In FIG. 1, a line breaker 10 for a high-voltage shielded substation is housed in a housing 12 whose opposite ends are coupled to two tubular sections 14, 16 with the interposition of disc-shaped carrier insulators 18, 20 of bells. The casing 12 and the coaxial sections 14, 16 are part of the metal envelope of the substation, said envelope being grounded and filled with insulating gas of high dielectric strength, in particular of sulfur hexafluoride under pressure. The cylindrical housing 12 of the disconnector 10 is arranged in the vertical direction and encloses a pair of separable contacts whose movable element 22 is formed by a pin driven axially sliding by a connecting rod 24 of an external control mechanism 26. mobile 22 is in electrical connection with a first conductor 28 extending coaxially inside the section 16.

L'isolateur 20 sert de support au conducteur 28, et un premier écran pare-effluves 30 est associé à llextré- mité 31 du conducteur 28 débouchant à llintérieur du carter 12. L'écran pare-effluves 30 fixe est disposé dans le carter 12 et est muni d'un orifice central pour le passage du contact mobile 22.The isolator 20 serves to support the conductor 28, and a first corona shield 30 is associated with the radii 31 of the conductor 28 opening into the interior of the casing 12. The fixed corona shield 30 is disposed in the casing 12 and is provided with a central orifice for the passage of the movable contact 22.

Le contact fixe du sectionneur 10 est agencé à l'extrémité 29 d'un deuxième conducteur 32 s'étendant coaxialement dans le tronçon 14 en étant supporté par l'isolateur 18 supérieur.The fixed contact of the disconnector 10 is arranged at the end 29 of a second conductor 32 extending coaxially in the section 14 being supported by the upper insulator 18.

Un deuxième écran pare-effluves 34 entoure à demeure le contact fixe à l'intérieur du carter 12 et est coiffé par l'isolateur 18 > Les deux écrans 30, 34 fixes coaxiaux sont placés l'un en face de l'autre en étant séparés en position d'ouverture des contacts par une distance d'isolement prédéterminée dont la longueur axiale est inférieure à l'espacement entre les isolateurs 18, 20.A second corona shield 34 permanently surrounds the fixed contact inside the casing 12 and is capped by the insulator 18. The two coaxial fixed screens 30, 34 are placed facing each other while being separated in the open position of the contacts by a predetermined isolation distance whose axial length is less than the spacing between the insulators 18, 20.

Chaque écran pare-effluves 30, 34 se trouve au potentiel du conducteur 28, 32 correspondant, et est constitué par un capot métallique en forme de calotte hémisphérique et en matériau amagnétique conducteur, notamment en acier inoxydable ou en aluminium. Each corona shield 30, 34 is at the potential of the conductor 28, 32 corresponding, and is constituted by a metal cap in the form of hemispherical cap and conductive non-magnetic material, in particular stainless steel or aluminum.

La fonction des écrans pare-effluves 30, 34 consiste à améliorer la tenue diélectrique du sectionneur 10 grâce à une répartition uniforme du champ électrique à l'intérieur du carter 12.The function of the corona shields 30, 34 is to improve the dielectric strength of the disconnector 10 by a uniform distribution of the electric field inside the housing 12.

Selon l'invention, la surface latérale de chaque écran pare-effluves 30, 34 comporte une zone perforée par une pluralité de trous 36 destinés à favoriser l'échappement des gaz chauds accumulés à l'intérieur de la calotte hémisphérique de l'écran 30, 34. La tenue diélectrique du sectionneur ntest pas affectée par la présence des trous 36 dans l'écran pare-effluves 30, 34, et la zone perforée peut s'étendre sur la totalité (fig. 2) ou sur une fraction (fig. 3 ) de la surface de l'écran 30, 34.L'échauffement à l'intérieur de chaque écran 30, 34 est ainsi diminué grace à un échange thermique efficace dû à la circulation du gaz avec le reste du carter 12
Selon une variante de réalisation (non représentée), seul le deuxième écran 34 situé dans la partie supérieure du carter 12 vertical est doté d'une zone perforée, tandis que le premier écran 30 disposé à la partie inférieure n'est pas perforée.According to the invention, the lateral surface of each corona shield 30, 34 comprises a zone perforated by a plurality of holes 36 intended to promote the escape of the hot gases accumulated inside the hemispherical cap of the screen 30. 34. The dielectric strength of the disconnector is not affected by the presence of the holes 36 in the corona shield 30, 34, and the perforated zone may extend over the whole (FIG 2) or on a fraction (FIG. 3) of the surface of the screen 30, 34. The heating inside each screen 30, 34 is thus reduced thanks to an effective heat exchange due to the flow of gas with the rest of the housing 12
According to an alternative embodiment (not shown), only the second screen 34 located in the upper portion of the vertical housing 12 is provided with a perforated area, while the first screen 30 disposed at the bottom is not perforated.

Pour concilier la tenue mécanique avec la ventilation interne de l'écran 30, 34, le coefficient de perforation ou de vide ne doit pas dépasser 50 % dans la zone perforée. Le capot de l'écran 30, 34 est réalisé à partir d'une tôle amagnétique de 0,5 mm,à 3 mm d'épaisseur, avec différentes formes de trous 36 à bords arrondis et sans protubérance intérieure : - forme circulaire (fig. 4a); - forme carrée (fig. 4b); - forme triangulaire (fig. 4c), ou toute autre forme poly
gonale; - forme oblongue (fig. 4d). To reconcile the mechanical strength with the internal ventilation of the screen 30, 34, the perforation or vacuum coefficient must not exceed 50% in the perforated zone. The cover of the screen 30, 34 is made from a nonmagnetic sheet of 0.5 mm, 3 mm thick, with different shapes of holes 36 with rounded edges and without inner protuberance: - circular shape (fig. 4a); - square shape (Fig. 4b); - triangular shape (Fig. 4c), or any other poly shape
gonal; - oblong shape (Fig. 4d).

La répartition régulière des trous 36 dans la zone perforée est obtenue par poinçonnage de la tôle, et présente une pluralité de rangées de trous 36 disposées selon plusieurs niveaux prédéterminés. Les trous 36 de deux rangées successives sont soit superposés, soit décalés, soit disposés en quinconce.The regular distribution of the holes 36 in the perforated area is obtained by punching the sheet, and has a plurality of rows of holes 36 arranged in several predetermined levels. The holes 36 of two successive rows are either superimposed or staggered or arranged in staggered rows.

Les dimensions d des trous 36 doivent être comprises dans une plage commune, vérifiée par la relation suivante:
(1) 0 ç d A 2 mm, d désignant le diamètre du trou 36 de la fig. 4a, la longueur d'un côté du trou 36 polygonal des fig. 4b et 4c, et la hauteur du trou 36 en forme de rainure oblongue selon la fig. 4d.The dimensions of holes 36 must be within a common range, verified by the following relation:
(1) 0 ç d 2 mm, d denoting the diameter of the hole 36 of FIG. 4a, the length of one side of the polygonal hole 36 of FIGS. 4b and 4c, and the height of the hole 36 in the form of an oblong groove according to FIG. 4d.

Le pas e (fig. 3 ) entre deux trous 36 successifs d'une même rangée est donné par la relation (2) 1,5 d < e 4 10 d d étant la dimension des trous 36 selon les fig. 4a, 4b et 4c.The pitch e (FIG 3) between two successive holes 36 of the same row is given by the relation (2) 1.5 d <e 4 10 d being the dimension of the holes 36 according to FIGS. 4a, 4b and 4c.

On remarque selon la relation (1) que tout point à l'intérieur d'un trou 36 doit se trouver à une distance inférieure ou égale à un millimètre de l'un des bords le plus proche.It is noted according to relation (1) that any point within a hole 36 must be at a distance less than or equal to one millimeter from one of the nearest edges.

L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits et représentés aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences électrotechniques. The invention is of course not limited to the embodiments more particularly described and shown in the accompanying drawings, but it extends to the contrary to any variant remaining within the scope of electrotechnical equivalents.

Claims (9)

REVEtJDICATIONSREVEtJDICATIONS 1. Sectionneur ou interrupteur pour poste blindé à haute 1. Disconnector or switch for shielded high position tension comprenant une enveloppe métallique mise à la voltage comprising a metal casing set to terre et remplie de gaz isolant à rigidité diélectrique earth and filled with insulating gas with dielectric strength élevée, notamment de l'hexafluorure de soufre, ledit sectionneur étant logé dans un carter (12) accouplé à deux high, including sulfur hexafluoride, said disconnector being housed in a housing (12) coupled to two tronçons (14, 16) tubulaires de l'enveloppe, et renfermant:: tubular sections (14, 16) of the envelope, and enclosing :: - un contact mobile (22) en liaison électrique avec un premier conducteur (28) de connexion agencé dans l'un (16) des tronçons, a movable contact (22) in electrical connection with a first connection conductor (28) arranged in one (16) of the sections, - un contact fixe porté par un deuxième conducteur (32) de connexion s'étendant à l'intérieur de l'autre tronçon (14), - des isolateurs (18, 20) de support des premier et deuxième conducteurs (28, 32) et séparant le carter (12) des tronçons (14, 16) correspondants, - et un écran pare-effluves (30, 34) comprenant un capot métallique de forme hémisphérique associé à chacun desdits contacts, caractérisé par le fait que la surface latérale d'au moins un écran pare-effluves (30, 34) comporte une zone perforée par une pluralité de trous (36) faisant communiquer l'intérieur du capot avec le volume restant du carter (12). a fixed contact carried by a second connection conductor (32) extending inside the other section (14), insulators (18, 20) for supporting the first and second conductors (28, 32) and separating the casing (12) from the corresponding sections (14, 16), and a corona shield (30, 34) comprising a hemispherical metal cap associated with each of said contacts, characterized in that the lateral surface of at least one corona shield (30, 34) has an area perforated by a plurality of holes (36) communicating the interior of the hood with the remaining volume of the housing (12). 2. Sectionneur ou interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la zone perforée s'étend sur la totalité ou sur une fraction de ladite surface latérale de l'écran (30, 34) et que le coefficient de vide ou de perforation dans ladite zone perforée est inférieur à 50 %. 2. Disconnector or switch according to claim 1, characterized in that the perforated area extends over all or a fraction of said side surface of the screen (30, 34) and that the coefficient of vacuum or perforation in said perforated area is less than 50%. 3. Sectionneur ou interrupteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que tout point à l'intérieur d'un trou (36) se trouve à une distance inférieure ou égale à un millimètre de l'un des bords le plus proche dudit trou.3. Disconnector or switch according to claim 2, characterized in that any point within a hole (36) is at a distance less than or equal to one millimeter of one of the nearest edges of said hole . 4. Sectionneur ou interrupteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que chaque trou (36) présente un profil circulaire dont le diamètre d est inférieur à 2 mm. 4. Disconnector or switch according to claim 2 or 3, characterized in that each hole (36) has a circular profile whose diameter d is less than 2 mm. 5. Sectionneur ou interrupteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le profil de chaque trou (36) est un polygone curviligne ou à arêtes arrondies, notamment un carré ou un triangle, dont la longueur d de chaque côté est inférieure à 2 mm. 5. disconnector or switch according to claim 2 or 3, characterized in that the profile of each hole (36) is a curvilinear polygon or rounded edges, including a square or a triangle, the length d of each side is lower at 2 mm. 6. Sectionneur ou interrupteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que chaque trou (36) est formé par une rainure oblongue à aretes arrondies, et à bords parallèles séparés l'un de l'autre par une distance inférieure à 2 mm.6. Disconnector or switch according to claim 2 or 3, characterized in that each hole (36) is formed by an oblong groove with rounded edges, and with parallel edges separated from each other by a distance less than 2 mm. 7. Sectionneur ou interrupteur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que le pas e vertical ou horizontal entre deux trous (36) successifs est donné par la relation 1,5 d d; e G 10 d7. Disconnector or switch according to claim 4 or 5, characterized in that the vertical or horizontal pitch between two holes (36) is given by the relationship 1.5 d d; e G 10 d 8. Sectionneur ou interrupteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'écran pare-effluves (30, 34) est réalisé à partir d'une tôle amagnétique de 0,5 mm à 3 mm d'épaisseur, et que les trous (36) de la zone perforée sont répartis en plusieurs rangées élémentaires à trous décalées ou alignées.8. Disconnector or switch according to one of claims 1 to 7, characterized in that the corona shield (30, 34) is made from a nonmagnetic sheet of 0.5 mm to 3 mm of thickness, and that the holes (36) of the perforated area are divided into several elementary rows with offset or aligned holes. 9. Sectionneur ou interrupteur selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant un carter disposé dans le sens vertical, caractérisé par le fait que le contact fixe est disposé dans la partie supérieure du carter (12), et que l'écran (34) perforé associé audit contact fixe, se trouve au potentiel du deuxième conducteur (32) en étant coiffé par l'isolateur support (18) correspondant. 9. Disconnector or switch according to one of claims 1 to 8, comprising a housing arranged in the vertical direction, characterized in that the fixed contact is disposed in the upper part of the housing (12), and that the screen ( 34) associated with said fixed contact, is at the potential of the second conductor (32) being capped by the corresponding carrier insulator (18).
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