Brevet FR2027375A1 — publié le 19700925

La Figure 9 est une coupe verticale, partie en élévation de côté, d'un type modifié d'ensemble d'extinction d'arc comportant deux dispositifs de contacts en série particulièrement destiné aux caractéristiques à haute tension, les contacts 5 étant représentés dans la position de fermeture du circuit; La Figure 10 est une coupe verticale agrandie de 1'extrémité inférieur e* de l'ensemble d'extinction d'arc, illustrant les extrémités inférieures des tringles de commande de distributeur ; 10 La Figure 11 est une vue de détail prise dans le sens des flèches XI-XX de la Figure 10; La Figure 12'est •une vue de détail de la base de déflecteur supérieur; La Figure 12A est une coupe de la base de déflecteur de 15 la Figure 12; Les Figures 13, 14 et 15 illustrent des détails de l'agencement de verrouillage du dispositif de contact mobile; La Figure 16 est un plan-coupe suivant la ligne XVI—XVI de la Figure 6; 20 La Figure 17 est une vue de détail d'un bras de mise en activité; Les Figures 18 et 19 sont, respectivement des vues en plan et d'extrémité partielle du dispositif de mise en activité de soupape de soufflage,, 25 Les Figures 1 à 3 représentent un disjoncteur triphasé 1 supporté sur ton châssis métallique 2 composé d'armatures 3 et d'entretoises 4 de gros fer cornière, et est du type à double pression, impliquant l'utilisation d'un gaz 5 d'extinction d'arc sous deux pressions différentes, c'est-à-dire une haute pression 2 30 de l'ordre de 16 kg/cm convenant pour injection dans l'arc 6 afin d'en effectuer l'extinction, et dans le mécanisme de manoeuvre 7 pour actionner le dispositif de piston 8 associé à celui-ci, et une basse pression, de l'ordre par exemple de 4,2 kg/cm „ Les blocs polaires A, B et C sont espacés latéralement v 35 sur le châssis de support 2 à la terre, et sont mutuellement reliés à vin mécanisme commun 10 au potentiel terrestre, schématique indiqué à la Figure 4o corY 69 45424 4 2027375 En fonctionnement, le disjoncteur 1 actionne le dispositif de commande 10 au potentiel terrestre pour faire mouvoir une timonerie mécanique 11 qui accouple réciproquement les diverses tiges 13 de commande des distributeurs ^farois voies, re-5 montant individuellement à l'intérieur des trois ensemble 15 d'extinction d'arc. Ainsi que représenté schématiquement à la Figure 5A, la tige 13 de commande de distributeur, se déplaçant seulement d'une courte distance, remonte à l'intérieur de tubes isolants de support 17 disposés dans un tube interne isolant de 10 tension 18, ayant pour fonction de déterminer l'écartement entre une ou plusieurs paires de dispositifs 20 de contacts© L'ensemble 15 d'extinction d'arc comprend une gaine extérieure isolante 22 à l'épreuve des intempéries, qui peut être formée soit de porcelaine, soit d'une matière résineuse conve— 15 nable, ayant pour fonction d'enclore le dispositif 24 d'extinction d'arc de 1'interrupteur 1© Le dispositif ou ensemble 15 d'extinction d'arc est supporté sur un logement 26 mis à la terre, et il oblique ou s'incline en s'éloignant d'un dispositif 28 de manchon dé borne qui conduit le courant suivant un parcours 20 de forme générale en U© Le dispositif 28 de manchon de borne est traversé par une tige de borne 29 à haute tension, espacée à l'intérieur d'une gaine extérieure 30 à l'épreuve des intempéries, composée d'une matière isolante convenable, de porcelaine par exemple© 25 Les Figures 5A-5B-5C représentent collectivement une coupe transversale verticale d'un unique bloc polaire "A" de l'interrupteur triphasé 1© Dans le disjoncteur 1, un gaz 5 d'extinction d'arc, extrêmement efficace, tel que le gaz hexafluorure de soufre 30 (SFg) peut être utilisé comme gaz d'extinction d'arc ainsi que comme gaz isolant pour permettre un faible espacement des parties sous tension© XI est également utilisé comme gaz isolant dans le dispositif 28 de manchon de borne, sous une pression re- 2 latxvement basse, telle que 1,750 kg/Cm © 35 En fonctionnement, l'interrupteur actionne simultané ment les trois tiges 13 de déclenchement de commande des distributeurs, tiges qui remontent dans la partie supérieure des 69 45424 5 2027375 ensembles 15 d'extinction d'arc. Les extrémités supérieures des tiges 13 sont rappelées vers le haut par un groupe de ressorts de compression 31 reposant sur un siège 32 fixé à la tige 13 de commande de distributeur, par exemple en 34, et ayant pour fonc-5 tion de rappeler le distributeur de commande à trois voies, à pression équilibrée, 36, à sa position de fermeture» Pour effectuer un fonctionnement d'ouverture du disjoncteur 1, la tige 13 de commande de distributeur remonte, par exemple de l'ordre de 19 mm, afin de permettre l'admission vers le haut de gaz 5 sous 10 haute pression existant dans la région 37, par une conduite 39 et sur la totalité de la surface inférieure d'un dispositif de piston 8 à double effet, qui est relié au moyen d'une tige de piston 41 au dispositif 20 de contact mobile de 1 *interrupteur 1» Le piston 8 est mécaniquement couplé, au moyen de la 15 tige de piston 41, à un dispositif 43, en forme d'échelle,, qui comprend une paire de tiges de commande isolantes 44, latéralement espacées, s'étendant axialement à l'ensemble 15 d'extinction d'arc dans une paire de tubes 45 de supporto La région 47, immédiatement adjacente au dispositif de 20 contact 20 est extérieure à celui-ci dans la position de fermeture du circuit, est sous une pression relativèment élevée, par 2 exemple de l'ordre de 16 kg/cm , le dispositif ou bloc 24 d'extinction d'arc étant du type dit en aval, dans lequel le gaz 5 sous haute pression passe dans et par les dispositifs de contacts 25 20 séparés, au cours du fonctionnement d'ouverture, jusqu'à ce que l'écoulement du gaz soit stoppé par la fermeture d'une paire de soupapes d'aval ou secondaires de soufflages 49 et 50. Le piston 8 à double effet présente une zone annulaire différentielle 8 égale à la différence de surface de 8a-8d, que 30 lfon appellera ici surface effective de fermeture du piston 80 Cette zone effective de fermeture Sx est constamment soumise au gaz sous haute pression contenu dans la région 51„ De plus, le piston 8 présente une face supérieure de fermeture 8b, constamment soumise au gaz sous pression relativement basse, pat exemple sous 35 4,2 kg/cm , qui a tendance à effectuer le fonctionnement de fermeture du piston 8, et par suite du dispositif 20 de contact mobile,, La zone annulaire, qui est effective pour l'ouverture du BAD ORIGINAL 69 45424 6 2027375 mécanisme est 8c—8x. La zone qui est effective pour la fermeture est 8a-8d, soit 8x<> La zone qui est effective pour la fermeture de l'amortisseur est 8d« Pour effectuer un fonctionnement d'ouverture de l'in-5 terrupteur 1, le distributeur de commande à trois voies 36 est mis en activité par le mouvement ascendant de la tige 13 de déclenchement de commande de distributeur pour admettre le gaz sous haute pression sur la face inférieure 8c du piston 8, afin de produire ainsi le mouvement ascendant d'ouverture du contact D 20, et en outre l'emprisonnement du gaz haute pression dans l'espace 51, pour l'action d'amortissement, et assurant sa lente fuite par les orifices 53 formés dans le clapet de retenue annulaire 54. Au cours du fonctionnement de fermeture pendant le mouvement de descente du piston 8, le clapet de retenue 54 asso-15 cié à cet amortisseur se relève et permet au gaz sous haute pression, qui est constamment présent dans la région 56, de s'écouler au-delà de ce clapet annulaire 54 dans la région 51 d'amortissement» Au cours du fonctionnement de fermeture, le mouvement 20 descendant du piston 8 communique le mouvement de descente d'une de ses parties, en forme de gradin 8d,dans l'espace 58 qui renfermé du gaz sous une pression relativement élevée.» XI s'ensuit une fonction d'amortissement durant la course de fermeture, le gaz fuyant par les perforations 59 formées dans un clapet de re-25 tenue annulaire 60o Le distributeur à trois voies 36 comprend des sièges mobiles 661 67, qui compensent tout défaut d' alignement, allonge— ment ou contraction des tiges 13 de commande, lesquelles peuvent avoir une longueur considérable. De plus, les sièges 66, 67, 30 sont rappelés par. ressort dans le sens de course de poursuite, une fois que les lèvres 36a, 36b se sont séparées de ceux-cio Le dispositif de contact mobile 20 comprend un ensemble 43 de forme en H, fixé à son extrémité supérieure à un dispositif en forme d'étrier 74 lui-même fixé de manière mécaniquement ré-35 glable à l'extrémité inférieure de la tige de piston 41» Une paire de tiges de commande latérales isolées, espacées, 44, constituant me partie de ce dispositif 43 èn H, passe à l'intérieur de / BAD ORIGINAL 69 45424 7 2027375 tubes isolants de support 45 servant à espacer axialement les blocs interrupteurs 24. L'étrier 74 comporte une tige descendante 75 qui est fixée de manière réglable à un contact mobile creux 77. Les ti-5 ges de commande latérales 44 sont en outre fixées à vin dispositif mobile 79 de mise en activité de soupape de soufflage, dont la forme est plus clairement représentée à la Figure 17„ Le contact mobile 77 s'engage de manière séparable sur le dispositif d'étanchéité creux mobile 89 qui est supporté par 10 un dispositif de contact fixe creux 83, lequel est rigidement supporté en remontant de la plaque de support de base de l'orifice 104. Un écoulement d'échappement de fluide 5 d'extinction d'arc, sous haute pression, se produit à travers l'arc 85, et dans des sens diamétralement opposés dans l'intérieur des deux 15 contacts creux mobiles et fixe 77, 83, ainsi que l'indiquent les flèches 86 à la Figure 8e Une soupape primaire de soufflage. 88 est constituée par la pointe inférieure 77a du contact mobile 77 portant en aboutement sur un siège 89 relativement fixe, supporté élasti-20 quement sur le support 83 de contact fixe. Un ressort de compression 91 assure line pression de contact désirée entre ces pièces ainsi qu'un degré limité de dépassement de course du contact mobile 77. De plus, l'agencement est pourvu d'un certain nombre de doigts 93 de contact fixe qui s'engagent sur le côté 25 externe du contact tubulaire mobile 770 Outre le support de soupape primaire de soufflage, l'agencement est pourvu d'une paire de soupapes secondaires de soufflages 49, 50, situées en aval, qui se ferment vers la fin du fonctionnement d'ouverture, selon la description qui va 30 suivreo Selon la gamme de tension et l'intensité à interrompre, l'interrupteur perfectionné 1 est destiné à l'adaptation d'un ou plusieurs blocs d'extinction d'arc 24„ Les Figures 5A et 7 illustrent un agencement ne comportant qu'une unique paire de 35 contacts séparables 20„ Dans l'agencement de la Figure 7 est assuré un double écoulement d'échappement de gaz car les deux contacts fixe et mobile 83, 77, sont creux, et assurent ainsi 69 45424 s 2027375 des sorties d1échappement. Toutefois, pour les caractéristiques de plus haute tension, pour lesquelles une double rupture est désirable, on peut utiliser la construction représentée à la Figure 9 qui est pourvue d'une paire de blocs d'extinction d'arc 5 en série 24. L'écoulement d'échappement de gaz se produit seulement par la paire de contacts tubulaires mobiles 77, les contacts fixes 81 étant obturés, par exemple en 81a. La paire de tiges latérales de commande 44 descendante, ainsi qu'illustré à la Figure 9, est pourvue d'un étrier d'accouplement supplémentaire 95, 10 qui comporte également une tige descendante 9S analogue à la tige 75 illustrée à l'extrémité supérieure de la Figure 8. Les dispositifs 20 de contacts séparables se trouvent donc actionnés simultanément* L'interrupteur 1 est pourvu d'un dispositif pour conan-15 der les soupapes secondaires de soufflage 49f 50« Le contact mobile 77 de l'interrupteur forme un joint avec le siège relativement fixe 89 constituant ainsi une soupape primaire de soufflage 88, de telle sorte que, lorsque les contacts 20 du disjoncteur sont fermés, le joint de la soupape pri— 20 maire de soufflage 88 empêche le gaz sous haute pression de s'écouler dans le centre du ou des deux contacts séparables 77, 810 A ce moment, les soupapes secondaires de soufflage 49, 50, sont ouvertes. Quand le contact mobile 77 s'ouvre, au cours du fonctionnement d'ouverture, les soupapes secondaires 49, 50 vont 25 se fermer pour arrêter l'échappement du gaz dans les chambres à basse pression 103, 104. Lorsque les contacts 20 de 1'interrupteur s'ouvrent, ils atteignent la position d'ouverture complète du circuit dans l'intervalle de temps le plus court. La position d'ouverture 30 peut être atteinte alors qu'un arc 85 existe encore entre les contacts 77, 81. XI est donc absolument nécessaire que les soupapes secondaires de soufflage. 49, 50 restent ouvertes à ce moment pour permettre à l'écoulement de gaz d'interrompre l'arc 85. La fermeture des soupapes secondaires doit donc avoir une courbe 35 de déplacement différée par rapport à celle des contacts mobiles 77o La discussion qui va suivre a pour objet un dispositif retardant le déplacement des soupapes secondaires de soufflage» 69 45424 9 2027375 Le contact tubulaire mobile 77 est directement relié au mécanisme de commande 101, et possède une certaine caractéristique de déplacement. Le dispositif de mise en activité 79 est aussi relié directement aux contacts mobiles 77 et a par 5 conséquent, la même course» Lorsque ce contact 77 se déplace pour prendre sa position d'ouverture, le dispositif de mise en activité 79 de soupape de soufflage commence à comprimer le ressort 105» Ce ressort 105 de compression se trouve bandé puisque le siège 106 opposé ne peut se mouvoir car il fait partie du 10 dispositif de soupape de soufflage, et que le mouvement de cette dernière est empêché par les deux verrous 107 (Figure 15), qui sont espacés de 180°. "Il existe un certain mouvement du dispositif 79 avant qu'il commence à comprimer le ressort 105, car il est nécessaire de maintenir la charge imposée au mécanisme de 15 commande 101 au minimum au début du mouvement d'ouverture» Lors- 79 que le dispositif de mise en activité/a parcouru une distance déterminée, et ainsi comprimé le réseort 105, les saillies 108 dont il est pourvu frappent une surface surélevée 109 des verrous 107 et repoussent ces derniers pour permettre aux soupapes se-20 condaires de soufflage 49, 5Q de prendre leur position de fermeture avec une courbe de déplacement différée par rapport à celle du contact mobile 77» Lorsque la soupape secondaire 49 est fermée, une certaine compression lui est imposée en raison de la position du dispositif de mise en activité 79 qui comprime le ressort 25 105, en raison en outre d'un ressort intérieur de soupape de soufflage qui rappelle celle-ci ainsi que la plaque fondamentale de montage 200, plus une pression différentielle qui la maintient fermée du fait de la géométrie de sa face0 Au cours de la fermeture des contacts 77 de l'interrup-30 teur, les soupapes secondaires de soufflage 49, 50 se ferment» Le dispositif 79 de mise en activité, avec son amortisseur de caoutchouc 111, frappe la soupape secondaire 49, et lui fait prendre sa position d'ouverture» Un petit amortisseur à gaz est également formé entre le dispositif 79 de mise en activité et la 35 soupape de soufflage 49 pour aider à réduire le choc.o A ce moment^ les verrous 107 tombent sous les épaulements 49a (Figure 9) et la soupape de soufflage 49 est prête pour un autre fonctionnement 69 45424 10 2027375 d*ouverture des contacts0 La Figure 5B illustre l'extrémité inférieure de la tige 13 de commande de distributeur, qui passe dans le dispositif d'étanchéité 13a et extérieurement dans l'atmosphère, endroit 5 où elle est raccordée à un levier à renvoi 141 monté pivotant sur un axe fixe et transmet le mouvement d'une paire de biellet— tes d'accouplement, elles-mêmes reliées au mécanisme de commande 10e Des ressorts de compression peuvent être utilisés pour 10 rappeler les tiges 13 de commande de distributeurs à une position d'ouverture, à laquelle les pistons pneumatiques 8 ont tendance à effectuer l'ouverture du dispositif de contact 20» L'écoulement du gaz d'échappement durant le fonctionnement d'ouverture est recueilli dans les chambres à basse près— 15 sion 103 et 104, et éventuellement conduit au moyen des tubes 17 de tiges de commande vers le bas dans un réservoir à basse pression situé dans la base 2 du châssis de support. Un compresseur convenable, non représenté, est utilisé pour comprimer à nouveau 2 le gaz à un niveau de haute pression d'environ 16 kg/cm « 20 II est évident que l'invention apporte un agencement perfectionné de verrouillage et de déclenchement destiné à commander positivement les soupapes secondaires de soufflage d»un disjoncteur du type dans lequel les soupapes primaires de soufflage sont adjacentes au point de séparation des contacts sépara— 25 bles, et un arc peut être amorcé alors que les contacts séparables occupent leur position d'ouverture® Peur suite, l'action de fermeture des soupapes secondaires doit être différée de manière à assurer m écoulement suffisant pour l'interruption positive de l'arc qui peut être amorcé durant le fonctionnement d'ouver-30 ture alors que les contacts séparables occupent la position d'ouverture* L'agencement assure également une action positive de déclenchement par cames de la part du dispositif de mise en activité de soupape de soufflage» Le ressort de compression 105, 35 bandé au cours du fonctionnement d'ouverture du dispositif de contact mobile entraînant avec lui le dispositif de mise en activité de soupape de soufflage^ assure une force de fermeture 69 45424 ii 2027375 désirée de telle sorte, que lorsque les soupapes secondaires de soupape de soufflage sont déclenchées de leur position de verrouillage, une fermeture très rapide de ces dernières soit assuréeQ 69 45424 12 2027375 REVENDICATIONS lo- Interrupteur du type à gaz comprimé comprenant un contact mobile séparable associé à un contact fixe, l'un au moins des contacts étant tubulaire, et comportant une zone de 5 haute pression formée dans la région de contact avec une soupape primaire de soufflage effectuant la régulation de l'écoulement de gaz par le contact tubulaire dans la position de fermeture du circuit, au moins une soupape secondaire de soufflage pneuraati-quement raccordée à la région intérieure du contact tubulaire 10 pour commander l'écoulement d'échappement de gaz par le contact tubulaire dans la position d'ouverture du circuit, et un dispositif pour verrouiller la soupape secondaire de soufflage dans la position d'ouverture». 2o- Interrupteur selon revendication 1, caractérisé par 15 le fait que le contact fixe supporte le siège de la soupape primaire de soufflage» 3o- Interrupteur selon revendication 1 ou 2 caractérisé par le fait que l'agencement est pourvu d*un dispositif pour ouvrir la soupape secondaire de soufflage quand l'interrupteur est 20 fermé et pour la fermer quand 1'interrupteur est complètement ouvert» 4o- Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la soupape primaire de soufflage est immédiatement adjacente au point ,d'aboutement des contacts sé— 25 parables» 5o— Interrupteur selon revendication 4, caractérisé par le fait que les contacts ont tous deux une forme tubulaire et que l'agencement est pourvu d'une autre soupape secondaire de soufflage pour commander l'écoulement d'échappement de gaz, ainsi 30 que d'un dispositif de verrouillage de cette autre soupape secondaires 6o- Interrupteur selon l'une des revendication là 5, caractérisé par le fait qu'un dispositif de mise en activité destiné à se mouvoir avec le contact mobile libère le dispositif 35 de verrouillage à une position prédéterminée au cours de la séparation des contacts, de manière à produire une action différée de fermeture de la soupape secondaire de soufflage» 69 45424 13 2027375 7„- Interrupteur selon revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que les soupapes secondaires de soufflage sont toutes deux agencées pour fonctionner à l'unisson<> 8.- Interrupteur selon revendication 7, caractérisé par 5 le fait que 1*agencement est pourvu d'un ressort qui tend à fermer les soupapes secondaires de soufflage, et que le dispositif de libération des verrous comprime le ressort durant le fonctionnement d'ouverture de 1*interrupteuro