Brevet FR2011300A1 — publié le 19700227

l'invention est relative à un disjoncteur blindé à gaz comprimé servant exclusivement à interrompre un circuit et composé d'un "blindage métallique contenant à son intérieur un ensemble de coupure isolé, entouré par une enceinte à haute pression remplie par un gaz com-5 primé à une pression élevée, comprenant au moins deux contacts de coupure, pouvant être séparés l'un de l'autre pour interrompre le circuit électrique, desquels contacts de coupure l'un au moins est un contact tubulaire dont la cavité, lorsque le disjoncteur est enclenché, est fermée par l'autre contact de coupure et débouche dans 10 une enceinte à basse pression remplie par un gaz comprimé à une pression moins élevée, de manière que, lorsque le disjoncteur est enclenché, l'enceinte à haute pression et l'enceinte à basse pression soient séparées l'une de l'autre, mais, pendant le processus de déclenchement du disjoncteur , communiquent librement entre elles à 15 travers le contact tubulaire, laquelle enceinte à basse pression comporte un conduit d'échappement de gaz muni d'une soupape de retenue soumise à l'action d'un ressort, qui maintient fermé ce conduit lorsque la pression du gaz à l'intérieur de l'enceinte à basse pression a une valeur inférieure à une valeur limite correspondant à une cer-20 taine surpression et ouvre ce conduit lorsque cette pression dépasse cette valeur limite. les disjoncteurs à gaz comprimé de ce genre présentent le danger, que, lorsque la soupape de retenue disposée dans le conduit d'échappement du gaz reste ouverte ou fuit suffisamment fortement pour 25 que la centrale d'alimentation en gaz ne soit pas en état de maintenir dans l'enceinte à basse pression la pression indispensable, la pression du gaz à l'intérieur de l'enceinte à basse pression décroît jusqu'aux environs de la pression atmosphérique ou jusqu'à une surpression trop faible et que, lorsque les contacts de coupure, après 30 le processus de déclenchement du disjoncteur, restent séparés l'un de l'autre ou, lorsque le disjoncteur est enclenché, fuient suffisamment fortement pour que la centrale d'alimentation en gaz ne puisse maintenir la surpression indispensable à l'intérieur de l'enceinte à haute pression, la pression du gaz à l'intérieur de l'enceinte à 35 haute pression décroît jusqu'aux environs de la surpression prescrite pour l'enceinte à basse pression ou d'une surpression plus élevée mais trop basse. Du fait que le gaz qui se trouve à l'intérieur des enceintes du disjoncteur sert en même temps à l'isolement des pièces venant sous tension, cet isolement se trouve mis en péril par la di-40 minution de pression à l'intérieur de ces enceintes, lorsque cette 69 20514 2 2011300 diminution de pression aboutit à des valeurs des surpressions inférieures aux valeurs mini mal es admissibles. L'invention a pour but d'obvier complètement ou presque complètement à ce danger» Elle consiste en ce que le conduit d'échappement 5 du gaz comporte une seconde soupape fonctionnant en soupape de sécurité et qu'il est prévu des dispositifs pour la commande de cette soupape de sécurité lesquels dispositifs maintiennent la soupape de sécurité ouverte, lorsque la pression dans l'enceinte à haute pression et la pression dans l'enceinte à basse pression prennent des 10 valeurs qui sont supérieures à des valeurs limites, lesquelles valeurs sont supérieures aux pressions les plus basses admissibles dans ces enceintes, et ferment la soupape de sécurité lorsque la pression dans*1'enceinte à haute pression ou (et) la pression dans l'enceinte à basse pression descent (descendant) en dessous de cette 15 (ces) valeur(s) limite(s). On obtient un mode de réalisation simple pour atteindre le but recherché, en constituant les dispositifs de commande de la soupape de sécurité par un ressort servant à fermer cette soupape et par un ensemble de cylindre et piston à double effet servant aussi bien à 20 ouvrir qu'à fermer cette soupape, duquel cylindre le compartiment intérieur servant à l'ouverture de la soupape de sécurité communique librement avec l'enceinte à basse pression et le compartiment intérieur servant à la fermeture de cette soupape peut être mis en communication, à travers une soupape de commutation, soit avec l'air ex-25 térieur, soit avec l'enceinte à haute pression et en commandant cette soupape de commutation par un ressort et un ensemble à simple action d'un cylindre et d'un piston agissant contre la force du ressort, lequel ressort tend à mettre la soupape de commutation dans la position dans laquelle le compartiment intérieur correspondant du cy-30 lindre à double action communique avec 1'enceinte à haute pression et duquel cylindre à simple action le compartiment intérieur actif communique librement avec l'enceinte à haute pression. L'invention est décrite plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple non limitatif de réalisation d'un disjoncteur blindé à gaz 35 comprimé conforme,à l'invention représenté par le dessin annexé qui est une coupe verticale de l'appareil. Le disjoncteur à air comprimé, servant exclusivement à interrompre un circuit électrique, représenté sur la figuré, est muni d'un blindage métallique 1, à l'intérieur duquel 'est disposé l'ensemble 40 de coupure, isolé et. porté.par les isolateurs 2 et 3e Set ensemble bad origine- 69 20514 3 2011300 de coupure est constitué par deux contacts tubulaires fixes 4, 5 et par un contact de coupure 6 annulaire, mobile axialement coopérant avec les précédents, et accouplé par une tige isolante 7 à une tige de commande 8. Les contacts tubulaires fixes 4, 5 sont portés chacun 5 par une chambre métallique de détente 9, 10 munie d'anneaux de refroidissement 11, 12 et ils débouchent chacun dans une de ces chambres. Ces chambres de détente 10 sont connectées chacune à un conducteur 15, 16, passant à;ifëpa$ers une traversée isolante 13, 1.4 et destiné à raccorder le disjoncteur au circuit électrique exté-10 rieur» Dans son état normal de service, le disjoncteur est enclenché et l'enceinte 17 qui entoure l'ensemble de coupure 4, 5, 6 et les chambres de détente 9, 10 est alors séparé des enceintes 18, 19, 20 qui se trouvent à l'intérieur des chambres de détente 9, 10 et au-15 dessus de la chambre de détente 10 et qui communiquent entre elles à travers un tube 21 en matière isolante. L'enceinte 17 est remplie du gaz isolant sous une pression élevée p^, qui dans 1'état normal de service du disjoncteur, c'est-à-dire lorsqu'il est enclenché, est par exemple de 15 atmosphères. Les enceintes 18, 19, 20 sont dans 20 l'état normal de service du disjoncteur remplies du même gaz isolant sous une pression inférieure ^ es^ Par exemple de 5 atmosphères. Ainsi toutes les enceintes intérieures au blindage 1 contiennent du gaz isolant comprimé. L'utilisation du gaz comprimé permet d'augmenter fortement le pouvoir isolant du remplissage gazeux ; les dis-25 tances d'isolement à l'intérieur du dis^igteur peuvent donc être prises plus faibles que si l'on utilisaf^^rtiquement des gaz à la pression atmosphérique. Mais ceci a pour conséquence que lorsque les surpressions du gaz isolant sont trop faibles, l'isolement des pièces venant sous tension du disjoncteur devient insuffisant et qu'il ris-30 que de se produire une mise à la terre. Le gaz est amené à l'enceinte à haute pression 17 par une canalisation 22 et à l'enceinte à basée pression 18, 19» 20 par une canalisation 23. Pendant le processus de déclenchement du disjoncteur, le contact de coupure mobile 6 est attiré vers le haut, de sorte qu'il est 35 séparé du contact tubulaire fixe 4 et que l'enceinte à haute pression 17 est mise en communication; avec l' enceinte à basse pression 18, 19, 20. Lors du soufflage de "l'arc de rupture d'importants courants de gaz s'écoulent alors de l'enceinte à haute pression, à travers les contacts tubulaires 4, 5, dans les enceintes 18, 19des chambres de 40 détente 9, 10 et de là à travers le tube 21 dans 1* enceinte 20, de î . !.. % BAD OBIGINAL 69 20514 4 2011300 sorte que la pression dans l'enceinte à haute pression décroît et que la pression dans l'enceinte à "basse pression 18, 19, 20 croît, l'enceinte à basse pression 20 est munie d'un conduit d'échappement du gaz 24, qui, dans l'état normal de service du disjoncteur, est 5 fermé par une soupape de retenue 26 soumise à l'action d'un ressort 25. Au moyen d'une vis de réglage 27, le ressort 25 est réglé à une valeur telle qu'il se maintient à l'intérieur de l'enceinte à basse pression 18, 19, 20 une pression p2. Si la pression dans l'enceinte à basse pression 18, 19, 20 vient à croître, par exemple pendant le 10 processus de coupure, la soupape de retenue 26 s'ouvre et le gaz en excès peut s'échapper vers l'extérieur à travers un amortisseur de bruits 28. Après chaque déclenchement, la pression qui a ainsi été réduite dans 1*enceinte à haute pression est ramenée aussi vite que possible à la valeur p1 exigée dans l'enceinte à haute pression, ce-15 ci à l'aide d'une centrale d'alimentation en gaz (non représentée sur la figure) à travers la canalisation 22. Si dans ce disjoncteur à gaz comprimé, en soi connu, le cas venait à se produire qu'après ouverture la soupape de retenue 26 reste coincée en position d'ouverture ou qu'elle fuie si fortement que la 20 centrale d'alimentation en gaz ne soit pas en état de maintenir la pression dans l'enceinte à basse pression 18, 19, 20 à la valeur exigée p2, la pression dans l'enceinte à basse pression pourrait s'abaisser à une valeur dangereusement basse et descendre en-dessous de la pression p'2 la plus basse encore, permise, qui est inférieure à 25 la pression normale p2 et qui est par exemple de 3,5 atmosphères. Il pourrait aussi se passer que le contact de coupure mobile 6, après, le processus de déclenchement du disjoncteur, reste coincé en position de déclenchement, ou qu'il fuie, en position d'enclenchement du disjoncteur, si fortement que la centrale d'alimentation en gaz ne soit 30 pas en état de compenser la perte de gaz se produisant dans l'enceinte à haute pression 17. Dans ce cas, la pression dans l'enceinte à haute pression 17 pourrait s'abaisser à une valeur inférieure à la pression p'^ la plus basse encore permise dans cette enceinte, qui est inférieure à la pression normale p^ et est par exemple de 10 at-35 oosphères. Dans les deux cas l'isolement à l'intérieur du disjoncteur serait mis en péril. Pour obvier à ce danger, conformément à 1'-invention, il est prévu une soupape de sécurité 29 qui provoque la fermeture du conduit d'échappement du gaz 24, lorsque les pressions dans 1'enceinte à 40 haute pression 17 et dans l'enceinte à basse pression 18, 19, 20 dé 69 20514 5 2011300 croissent jusqu'aux valeurs p'^ + Ap^ et p'2 + Ap'2, c'est-à-dire jusqu'à des valeurs situées un peu au-dessus des valeurs les plus faibles permises p'^ et p'2 et qui dans le cas présent sont par exemple de 11 atmosphères et de 3,85 atmosphères. 5 Dans ce but, la soupape de sécurité 29 est soumise à l'action d'un ressort 30 et accouplée à un piston 31 qui est disposé dans un cylindre à double action 32. Le compartiment intérieur 33 de ce cylindre est ne communication avec l'enceinte à basse pression 18, 19, 20 et le compartiment intérieur 34 de ce cylindre est en communica-10 tion à travers une canalisation 35 avec la chambre 36 d'une soupape de commutation 37, qui dans la position extrême représentée sur la figure, met en communication avec l'air extérieur le compartiment intérieur 34 du cylindre, à travers la canalisation 35, la chambre 36 et une ouverture 38 et, dans l'autre position extrême, ferme 11 ouver-15 ture 38 et fait communiquer ce compartiment intérieur 34 du cylindre, à travers la canalisation 35, la chambre 36 et une ouverture 39, avec le compartiment intérieur actif 40 d'un cylindre à simple action 41 muni d'un piston 44 soumis à l'action d'un ressort 43 réglable au moyen d'une vis de réglage 42 et à travers un conduit 45 avec l'en-20 ceinte à haute pression 17. Le ressort 30 et le piston 31 sont dimensionnés de telle manière que, lorsque la pression du gaz dans l'enceinte à basse pression 18, 19, 20 est supérieure à p'2 + Ap'2, la force exercée sur le piston 31 est supérieure à la force du ressort 30. Mais si cette pression 25 du gaz tombe en dessous de la valeur p'2 + Ap'2, la force du ressort 30 est plus grande que la force exercée sur le piston 31, de sort® que la soupape de sécurité 29 est poissée vers le haut et que le conduit d'échappement du gaz se ferme. Le ressort 43 est réglé de telle manière et le piston 44 est 30 dimensionné de telle manière que, lorsque la pression du gaz dans l'enceinte à haute pression devient supérieure à p'^ + Ap»^, la force exercée sur le piston 44 est supérieure à la force du ressort 43, de sorte que la soupape de commutation 37 se place dans la position représentée sur la figure, c'est-à-dire que l'ouverture 38 donnant 35 sur l'air extérieur s'ouvre, et l'ouverture 39 communiquant avec le compartiment intérieur 40 du cylindre et avec l'enceinte, à haute pression 17 se ferme. Mais si la .pression dans l'enceinte à haute pression décroît en dessous de la valeur p1^ + Ap*^, la force du ressort 43 devient supérieure à la force exercée sur le piston 44 et la 40 soupape de commutation 37 est commutée, de sorte que l'ouverture 38 'bad original 69 20514 6 2011300 se ferme et l'ouverture 39 s'ouvre. Il en résulte que le compartimait intérieur 34 du cylindre situé en dessous du piston 31 est mis en communication avec l'enceinte à haute pression 17, que la soupape de sécurité 29 se déplace vers le 5 haut et que le conduit d'échappement 24 dugaz seferme. Les pressions du gaz à l'intérieur des enceintes à haute et à basse pression ne peuvent donc jamais devenir inférieures à p'| + 4 p'^ et p'2 + Ap'2. Si la soupape de sécurité est mise en action, in interrupteur auxiliaire 46 se ferme et met en marche un dispositif de signalisa-10 tion qui n'a pas été représenté sur la figure. Des explications qui précèdent, il ressort que le disjoncteur à air comprimé doit être, réalisé et doit fonctionner de telle manière que la quantité de gaz débitée, exigée par le soufflage de l'arc de rupture ne doit pas faire s'abaisser la pression à l'intérieur de 15 l'enceinte à haute pression 17 en dessous de la valeur p'^ + Ap1^. La fermeture de la soupape de sécurité peut dans certains cas être utilisée simultanément pour limiter la quantité de gaz de soufflage consommée pendant le processus de déclenchement. En outre la centrale d'alimentation en gaz doit être réglée de telle manière que l'a-20 menée de gaz à l'enceinte à basse pression ne se produit qu'après que la pression dans cette enceinte est descendue en dessous d'une valeur p'2 + Ap«2# Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède9 l'Invention ne se limite nullement à ceux de ses modes 25 d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en em-. brasse, au contraire, toutes les variantes» BAD ORIGINAL 69 20514 7 2011300 BEVETOICATIOKS 1• Disjoncteur "blindé à gaz comprimé, servant exclusivement à interrompre un circuit et composé d'un blindage métallique contenant à son intérieur un ensemble de coupure isolé, entouré par une 5 enceinte à haute pression remplie par un gaz comprimé à une pression élevée et comprenant au moins deux contacts de coupure, pouvant être séparés liai de l'autre pour interrompre le circuit électrique, desquels contacts de coupure l'un au moins est un contact tubulaire dont la cavité, lorsque le disjoncteur est enclenché, est fermée 10 par l'autre contact de coupure et débouche dans une enceinte à basse pression remplie par un gaz comprimé à une pression moins élevée, de manière que, lorsque le disjoncteur est enclenché, l'enceinte à haute pression et l'enceinte à basse pression soient séparées l'une de l'autre, mais, pendant le processus de déclenchement du disjonc-15 teur, communiquent librement entre elles à travers le contact tubulaire, laquelle enceinte à basse pression comporte un conduit d'échappement de gaz muni d'une soupape de retenue soumise à l'action d'un ressort, qui maintient fermé ce conduit lorsque la pression du gaz à l'intérieur de l'enceinte à basse pression a une valeur inférieu-20 re à une valeur limite correspondant à une certaine surpression et ouvre ce conduit lorsque cette pression dépasse cette valeur limite, lequel disjoncteur est caractérisé en ce que le conduit d'échappement (24) comporte une seconde soupape fonctionnant en soupape de sécurité (29) et qu'il est prévu des dispositifs (30-45) pour la 25 commande de cette soupape de sécurité (29), lesquels dispositifs maintiennent la soupape de sécurité ouverte lorsque la pression dans l'enceinte à haute pression (17) et la pression dans l'enceinte à basse pression (18, 19, 20) prennent des valeurs qui sont supérieures à des valeurs limites, lesquelles valeurs (p'^ + Ap'^ et p'2 + 30 AP^) sont supérieures aux pressions les plus basses (p1^ et p'2) admissibles dans ces enceintes et ferment la soupape de sécurité (29), lorsque la pression dans l'enceinte à haute pression (17) ou (et) la pression dans l'enceinte à basse pression (18, 19, 20) descend (descendent) en dessous de cette (ces) valeur(s) limite(s) 35 (p^ +Ap't et p'2 +Ap*2). 2. Disjoncteur blindé à gaz comprimé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs de commande de la soupape de sécurité (29) sont constitués par un ressort (30) servant à fermer cette soupape et par un ensemble de cylindre (32) et piston (31) à 40 double effet servant aussi bien à ouvrir qu'à fermer cette soupape, 69 20514 8 2011300 duquel cylindre (32) le compartiment intérieur (33) servant à l'ouverture de la soupape de sécurité (29) communique librement avec l'enceinte à basse pression (18, 19, 20) et le compartiment intérieur (34) servant à la fermeture de cette soupape peut être mi s en 5 communication, à travers une soupape de commutation (37), soit avec l'air extérieur, soit avec l'enceinte à haute pression (17) et que cette soupape de commutation (37) est commandée par un ressort (43) et un ensemble à simple action d'un cylindre (41) et d'un piston (44) agissant contre la force du ressort (43), lequel ressort (43) 10 tend à mettre la soupape de commutation (37) dans la position, dans laquelle le compartiment intérieur (34) correspondant du cylindre (32) à double action communique avec l'enceinte à haute pression (17) et duquel cylindre (41) à simple action le compartiment intérieur actif (40) communique librement avec l'enceinte à haute pres-15 sion (17).