Brevet FR2121691A1 — publié le 19720825

L'invention concerne un disjoncteur à faible volume d'huile pour installation à l'air libre comportant une isolation pour montage à l'extérieur, une ou plusieurs chambres de coupure avec des contacts fixes et des contacts mobiles, ainsi qu'un 5 mécanisme en commandant le fonctionnement. On sait déjà que l'utilisation de disjoncteurs à faible volume d'huile pour montage à l'extérieur entraîne pour les éléments entrant en action dans certains couplages par exemple des couplages comportant des condensateurs, des exigences et 10 des contraintes plus importantes. En vue d'améliorer le facteur de puissance (cos^f ), dans le cas de lignes de transport à haute tension, on prévoit souvent des condensateurs branchés en série avec la ligne, ou entre celle-ci et la terre. La mise en court-circuit ou l'enclenchement de ces condensateurs en-15 traînent de violents à-coups de courant accompagnés d'une valeur de crête et d'une fréquence d'enclenchement élevées. Il en résulte de fortes ondes de pression qui se propagent très rapidement et par à-coups à partir du point où se produit le pré-allumage de l'arc d'amorçage. Les isolants connus à ce jour et 20 utilisés dans les disjoncteurs ne sont pas à même de résister à ces ondes de pression qui les détruisent. L'isolateur extérieur en porcelaine du disjoncteur est particulièrement menacé par ces ondes, ainsi que les parties de la chambre de coupure qui sont voisines de l'origine de l'onde 25 de pression. Les exécutions connues des disjoncteurs pour montage à l'extérieur ne permettent pas "à priori" le couplage des condensateurs avec un type d'appareil prévu pour des manoeuvres courantes et normales concernant la tension, le courant et la puis-30 sance, et pratiquées normalement sur les réseaux et dans les installations. Le but de l'invention est de réaliser une disposition ne présentant pas les inconvénients et les défauts des appareils connus. Ce but sera atteint, conformément à l'invention, en disper- 35 sant à l'intérieur du disjoncteur, en vue de maîtriser les courants d'enclenchement élevés consécutifs au couplage des condensateurs, une barrière absorbant la pression. 72 00605 2121691 L'avantage de l'invention réside, en particulier, en ce que les éléments isolants placés au voisinage de l'onde de pression pouvant être adaptés en vue de résister aux contraintes les plus fortes, et en ce que l'isolateur peut être protégé par l'agence-5 ment d'une barrière en vue d'absorber les valeurs de crête de cette onde. Il s'ensuit que le disjoncteur peut opérer le couplage de condensateurs, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser de dispositifs coûteux comme, par exemple, l'insertion de bobines de réactance qui devraient alors être dimensionnées pour 10 la pleine valeur du courant de court-circuit pour amortir l'effet des à-coups de ce courant. Il est particulièrement avantageux d'utiliser, comme barrière absorbante pour la pression, un tuyau souple amortisseur, placé à l'intérieur du disjoncteur, et exécuté en un ma-15 tériau isolant, qui est fermé à ses deux extrémités, et rempli d'air ou d'un gaz diélectrique. Ce tuyau amortisseur, rempli d'air sous la pression atmosphérique ou d'un gaz diélectrique, et qui peut être avantageusement exécuté en un matériau élastique étanche au gaz 20 ou une matière plastique, est enroulé autour du tube constituant la chambre de coupure, et fixé à ce tube au moyen d'une colle appropriée. Des différentes spires peuvent de plus être collées contre elles. Conformément à un développement ultérieur de l'invention, 25 il est prévu de constituer la barrière absorbant la pression à l'aide d'une mousse isolante disposée à l'intérieur du disjoncteur. Dans le dispositif conforme à l'invention, le volume amortisseur constitué par le tuyau amortisseur ou la mousse isolan-30 te, peut aussi bien être fixé au tube formant la chambre de coupure, entre ce dernier et le corps isolant, qu'être disposé à l'intérieur de la chambre de coupure, ou au voisinage de l'onde de pression, dans le support du contact. Afin d'éviter que, sous l'effet de l'onde de pression, 35 une partie des spires du tuyau amortisseur ou bien de la mousse fixée dans ou contre la chambre de coupure se détache, un autre développement de l'invention prévoit que la barrière absorbante est entourée d'un tissu poreux et isolant. Avec ces dispositions, on peut, en particulier quand on 40 utilise de la mousse isolante, éviter que, sous l'effet de l'on- 72 00605 3 2121691 de de pression, des parties du matériau amortisseur ne se détachent, ou que, sous l'action du courant de fluide extincteur, des particules de sa surface ne soient arrachées et entraînées vers le haut, où elles peuvent obstruer les clapets de retenue 5 et les rendre inutilisables. Sur le dessin, on a figuré, à titre d'exemple, une exécution conforme à l'invention. La figure 1 représente une coupe médiane partielle dans le sens longitudinal de l'exécution simplifiée d'un disjoncteur à faible volume d'huile. Sur cette figure, le repère 1 désigne un isolateur d'un disjoncteur pour montage extérieur, dans lequel a été placé un tube 2 renfermant la chambre de coupure 3, le contact mobile 4, le contact fixe 5 ainsi qu'une tige de manoeuvre 6 traversant la chambre 3. 15 Autour de la surface extérieure du. cylindre 2, est enroulé un tuyau amortisseur 7» qui est entouré d'un tissu isolant et poreux 8, figuré ici en pointillé: Au lieu de la disposition représentée sur le dessin à titre d'exemple et comportant un tuyau amortisseur 7 disposé sur 20 la face extérieure du cylindre 2, on peut prévoir une mousse isolante; tous ces matériaux faisant office de tampon peuvent aussi être placés à l'intérieur de la chambre d'extinction 3, ou au voisinage des contacts 4 et 5. Tous les détails de construction qui ne sont pas nécessai-25 res à la compréhension directe de l'invention, tels que les bornes, le mécanisme de commande du disjoncteur et le réglage du fluide extincteur, par exemple, n'ont pas été représentés sur la figure 1. Le mode d'action du dispositif conforme à l'invention 30 est le suivant : Pour protéger les éléments des parties isolantes du disjonC' teur, qui sont voisines des ondes de pression, des contraintes extrêmement élevées dues à celles-ci, c'est-à-dire pour absorber le choc dû à la pression avant qu'il n'atteigne les éléments en 35 question, une barrière absorbante est disposée dans le disjoncteur. Dans un disjoncteur comportant un isolateur 1 et une chambre d'extinction 3 disposée dans un cylindre 2, ensemble avec une tige de manoeuvre 6, un contact mobile 4- et un contact fixé 5, on a prévu, par exemple, comme barrière absorbante, un tuyau 40 amortisseur 7 enroulé autour du tube 2, fermé à ses deux extré- 72 00605 4 2121691 mités, et rempli d'air ou d'un gaz isolant. Les spires du tuyau 7 sont entourées par un tissu 8 isolant et poreux pouvant être constitué de grosses fibres de verre. A l'enclenchement de la tige 6, il se produit un pré-amorçage avant que le contact mo-5 "bile 4 soit atteint. L'arc se formant ferme le circuit oscillant du condensateur, et déclenche un oscillateur du courant dont la caractéristique est très ascendante, et la valeur de crête du début ainsi que la fréquence élevées. Il s'ensuit qu'une faible 10 quantité d'huile se vaporise, ce qui provoque la formation d'une onde de pression qui traverse rapidement l'huile et l'isolation du disjoncteur pour atteindre l'isolateur. Grâce à la barrière absorbante faisant l'objet de l'invention, cette onde de pression est absorbée et ne peut par suite atteindre l'isolateur 1. 15 L'arrangement du tuyau amortisseur 7 à l'intérieur de la chambre d'extinction 3 permet d'obtenir que le cylindre 2 soit lui aussi soustrait à l'action de l'onde de pression» L'objet de l'invention n'est, bien entendu, pas limité à l'exemple représenté sur le dessin. 20 A la place du tuyau 7» on peut aussi utiliser une mousse isolante, qui peut également être placée soit entre le cylindre 2 et l'isolateur 1, soit à l'intérieur de la chambre 3» près du contact 4 au voisinage de l'onde de pression. Grâce au dispositif conforme à l'invention, la capacité de 25 la coupure du disjoncteur est améliorée par des moyens simples, et l'utilisation de disjoncteurs à faible volume d'huile de types conventionnels est rendue possible pour le couplage des condensateurs . 72 006'i 2121691 5E7EEDICÀTI0IIS 1.- Disjoncteur à faible volume d'huile prévu pour installation à l'air libre, comportant une isolation pour montage à l'extérieur et une ou plusieurs chambres de coupure, ainsi qu'un mécanisme en commandant le fonctionnement, caractérisé en ce qu!- 5 en vue de maîtriser les courants élevés consécutifs au couplage de condensateurs, une barrière destinée à absorber la pression est disposée à l'intérieur du disjoncteur. 2.- Disjoncteur à faible volume d'huile pour installation à l'air libre suivant revendication 1, caractérisé en ce que la 10 barrière destinée à absorber la pression est constituée par un tuyau amortisseur souple exécuté en un matériau isolant. 3.- Disjoncteur à faible volume d'huile pour installation à l'air libre., suivant les revendications 1 et 2, prévu dans leurs ensembles, caractérisé en ce que le tuyau souple amortis- 15 seur est fermé à ses extrémités et rempli d'air. 4-.- Disjoncteur à faible volume d'huile pour installation à l'air libre, suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le tuyau souple amortisseur est rempli d'un gaz isolant. 5.- Disjoncteur à faible volume d'huile pour installation 20 à l'air libre, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la barrière isolante est constituée par une mousse isolante disposée dans le disjoncteur. 6.- Disjoncteur à faible volume d'huile poux" installation è l'"ir libre, conforme aux revendications précédentes, prévues 25 dans leurs ensembles, caractérisé en ce que la barrière isolante est entourée par un tissu poreux. 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