Brevet FR2148621A1 — publié le 19730323

L'invention concerne un disjoncteur de puissance à faible volume de fluide comportant une ou plusieurs chambres d'extinction des contacts fixes et mobiles, une pompe pour débiter le fluide d'extinction et un mécanisme de commande. I1 est connu qu'avec les disjoncteurs de puissance à faible volume de fluide, en particulier lors de la coupure de charges capacitives, par exemple de batteries de condensateur et de canalisations marchant à vide, il se pose des problèmes difficiles d'allumages en retour. Ces allumages en retour sont, entre autres, à attribuer à la trop lente ontée de la rigidité diélectrique au point de coupure après l'interruption de courant au premier passage à zéro. Dans des cas particulièrement défavorables, plusieurs allumages en retour se succédant peuvent, dans une installation, faire monter l- Pour l'extinction de l'arc et le rétablissement de l'isolation électrique entre les pièces de contact se séparant, la pression du fluide extincteur joue, à cô- té d'autres facteurs, un rôle décisif. Alors qu'à la coupure de courants de court-circuit élevés, la pression dans la chambre d'extinction est donnée par les gaz de coupure se produisant, et qu'à la coupure de courant plus faibles, la pression est fournie par une pompe, il *a-ut prendre d'autres mesures pour assurer l'établissement de la pression, en vue å'augmen- ter la rigidité diélectrique dans le canal d'écoulement des gaz de coupure. Depuis longtemps, rentre dans l'état de ]a technique le fait de diriger la pression par une tuyauterie électriquement isolante, d'un compresseur dans le canal d'écoulement des gaz de coupure. riais, cette disposition pressente toutefois l'inconvénient d'être relativement coûteuse et compliquée. On connaît, en outre, des dispositifs dans lesquels, par l'étr nglement au moyen d'une valve métallique, montée dans le capot du disjoncteur du courant d'huile débité par la pompe de fluide d'extinction, on produit une pression du fluide d'extinction plus élevée. Ce dispositif égarement n'a pas encore donné de conditions optimales, car la valve métallique, et par conséquent électriquement conductrice, devait être disposée à une distance relativement grande de la tuyère. L'invention se propose de réaliser un dispositif ne pr;Sentant pas les défauts connus. Le problème précité est résolu, suivant l'invention en ce que, dans le canal d'écoulement des gaz de coupure, est montée une snupape à clapet le recouvrant presque complètement. Grâce à la disposition d'une soupape à clapet dans le canal d'écoulement des gaz de coupure, on obtient, à proximité de la chambre d'extinction, un point d'é tranglement provoquant une montée de pression qui améliore l'isolation électrique, et épargne ainsi au disjoncteur les allumages en retour jusqu'aux plus hautes valeurs de tension. Le dimensionnement de la soupape à clapet, c'est-à-dire tel que pour des fonctionnements normaux sa surface efficace recouvre presque complètement le canal de gaz de coupure, libère toutefois, lors de coupures sur court-circuits, iugrande section, empêchant ainsi la constitution d'un fort effet d'étranglement. I1 est particulièrement avantageux que la soupape à clapet soit constituée par une ou plusieurs rondelles élastiques, celles-ci étant constituées par un matériau isolant, souple et résistant à la chaleur. I1 est ainsi possible de disposer la soupape à clapet dans le canal d'écoulement des gaz de coupure, à proximité de la chambre de coupure, Comme le matériau de la soupape à clapet est de lui-m8me élastique, on évite une liaison métallique articulée et compliquée. Une combinaison de différentes lames élastiques en forme de rondelles permet, en outre, de régler la soupape à clapet pour diverses pressions de fonctionnement, afin que la soupape ne dégage, suivant sa raideur précalculée pour des pressions déterminées, qu'une ouverture du canal de gaz de coupure correspondant à ces pressions. Le dessin montre schématiquement un exemple de rialisation de l'objet de l'invention. On voit en Fig. 1 , une coupe longitudinale d'un disjoncteur de puissance à faible volume de fluide, avec, à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'intion en Fig. 2, une coupe le long de la ligne A-A de la figure 1 en Fig. 3, une vue par dessus de l'objet de l'invention. suivant la fi,lre 1, 1 d signe un ati de disjoncteur, dans lequel sont disposes une tuyère 2 avec une chambre de coupure ), une tige d'enclenchement 4, des contacts supérieurs 5 et des contacts ir.f-+rieurs 6. Une soupape 7 commande le courant de fluide d'extinction à partir d'une pompe(non représentée) vers la chambre de coupure 3 et à travers un canal d'écoulement aes a z 8, dans lequel est montée une soupape à clapet 10 Conformée en rondelles élastiques 9, laissant libre un interstice 11, sous un capot de disjoncteur 12. Les flèches sur le dessin désignent le sens du courant du fluide d'extinction.Le tracé en traits pleins de la soupape à clapet 10 montre celle-ci dans sa position normale, alors que les traits-tirets reproduisent la position "ouverte". les repères de la figure 1 sont valables également sur les figures 2 et 3 pour les mêmes éléments. Toutes les caractéristiques de constr c- tion qui ne sont pas directement nécessaires à la compréhension de l'invention, par exemple la pompe de fluide d'extinction et le mécanisme de commande du disjoncteur, sont omises sur la figure 1. Le mode de fonctionnenent du dispositif suivant l'invention est le suivant Dans le bâti de disåoncteur 1 sont montées la tuyère 2 et la chambre d'extinction 3. La chambre d'extinction 3 est traversée par la tige c'enclencheent 4 qui, à l'état enclenché, relie les contacts supérieurs 5 aux contacts inférieurs 6. h la coupure de courant faibles une pompe (non représentée) envoie le fluide d'extinction à travers la soupape 7 dans la chambre de coupure 3 et de là, plus loin, à travers le canal d'écoulement des gaz de coupure 8 et l'interstice 11, dans le capot 12 de disjoncteur. La partie de la soupape à clapet 10 constituée par les rondelles élastiques c, faisant saillie dans l'interstice 11 est légèrement courbée vers le haut, par le courent de fluide d'extinction (représenté sur le dessin par des flèches). Le degré de dégagement de l'interstice 11 par la soupape à clapet 10 dépend tant de la raideur des roncielles élastiques 9 que de la pression du fluide d'extinction. La raideur de la soupape à clapet 10 peut être déterminée par le nombre et l'épaisseur des rondelles élastiques 9 utilisées pour la constitution de la soupape à clapet 10. En cas de coupures sur court-circuit, la pression des gaz de coupure et du fluide d'extinction croît jusqu'à ce que la soupape à clapet 10 soit pliée vers le haut et prenne la position représentée en traits-tirets dans le dessin. I1 s'ensuit un libre courant du fluide d'extinction dans le capot de disjoncteur 12, car il n'intervient aucun ou seulement un faible effet d'étranglement. La soupape à clapet 10 elle-m & e est apte à répondre très rapidement à un changement de position, car sa masse est très faible. Sur la base de la forme précédente de réalisation et de disposition de la soupape à clapet 10 dans l'interstice 11 du canal d'écoulement des gaz de coupure 8, il est possible, de la façon la plus simple et sans grande mise en oeuvre constructive, de construire un disjoncteur sans allumage en retour jusqu'à des valeurs élevées de tension. R E V E N D I C A T I O N S 1. Disjoncteur de puissance à faible volume de fluide comportant une ou plusieurs chambres d'extinction de contacts fies et mobiles, une pompe pour dbiter le fluide d'extinction et un mécanisme ce commande, caract-risb en ce que, dans le canal d'écoulement es gaz de coupure est montée une soupape à clapet le recouvrant presque entièrement. 2. Disjoncteur de puissance a faible volume de fluide suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la soupape à clapet est constituée par une ou plusieurs rondelles élastiques par elles-memes. 9. Disjoncteur de puissance à faible volume de fluide suivant l'ensemble des revendicatIons 1 et 2, carac- téris en ce que la soupape à clapet est er un atériau isolant, souple et résistant à la chaleur.