Brevet FR2316713A1 — publié le 19770128

L'invention concerne des appareils de coupure tels que les disjoncteurs à autocompression et en particulier ceux utilisant l'hexafluorure de soufre corne gaz de soufflage. Pour réaliser avec ce type d'appareil le pouvoir de coupure maximal correspondant à une énergie de manoeuvre donnée, il faut obtenir une pression élevée et déplacer le contact d'arc mobile de façon a atteindre rapidement la position optimale d'ouverture et a assurer dans cette position le soufflage et l'extinction de l'arc.On connatt, selon la demande de brevet 75 00 326, des dispositifs de compression comportant deux organes de compression se déplaçant en sens inverse (par exemple, deux pistons mobiles dans un cylindre fixe ou un piston et un cylindre mobiles) et permettant d'obtenir des pressions élevées avec une énergie de manoeuvre relativement réduite. Dans cette disposition, le premier organe de compression se déplace toujours dans le même sens alors que l'inversion du mouvement du second organe de compression permet d'obtenir l'ouverture maximale entre entrée et sortie et réduit la compression inutile du gaz après l'extinction de l'arc.Mais, dans cette disposition, le contact mobile est lié au premier organe de compression et le déplacement continu de ce dernier ne permet pas d'effectuer le soufflage pendant toute la durée de l'arc dans la position optimale de coupure ; cette solution accroît ainsi fortement l'énergie dégagée par l'arc pendant la coupure, la contrepression qu'il exerce et l'énergie nécessaire de l'organe de manoeuvre. Le dispositif selon l'invention a pour but de remédier a cet inconvénient. L'invention a pour objet un appareil de coupure comportant un dispositif a autocompression de fluide diélectrique obtenue par déplacement de deux éléments mobiles, l'un vers l'autre, un contact d'arc mobile de coupure relié a un contact mobile principal et coopérant avec un contact d'arc relié un contact principal fixe, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour immobiliser le contact d'arc mobile apres une course de séparation d'avec le contact d'arc de la partie fixe pendant le soufflage de l'arc et pour poursuivre sa course rapide d'6uverture après son extinction. Selon une caractéristique l'appareil comporte des moyens pour maintenir en contact le contact d'arc mobile de coupure avec le contact d'arc de la partie fixe avant sa séparation. Selon une caracteristique le contact mobile principal est solidaire d'un es éléments mobiles du dispositif de compression. Selon une autre caractéristique un mécanisme à leviers commande le mouve ruent d'ouverture, l'immobilisation puis la libération du contact d'arc ro-ia. Les caractéristiques et avantages de l'ir.vention apparaltront dans La ces- cription donnée, ci-après, en regard d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré dans les dessins. La figure I est une vue en coupe par un plan vertical d'une cbaffrr -'a pareil de coupure, selon l'invention, en position de fermeture. La figure 2 est une coupe de l'appareil de la figure 1 par le plan horizontal UV. La figure 3 est une vue de l'appareil de la figure 1 correspondant à la position de séparation du contact d'arc mobile. La figure 4 est une vue de l'appareil de la figure I correspondant à la position d'arret du contact d'arc mobile. La figure 5 est une vue de l'appareil de la figure 1 correspondant à la position d'ouverture. La figure 6 est une vue en coupe partielle des contacts d'arc de l'appareil au début de l'entrée en contact à la fermeture. La figure 7 est un diagramme représentant en fonction du temps les courses du cylindre du piston et du contact d'arc mobile. Bans les figures 1 à 5 on a représenté la chambre de gauche 1 d'un pole d'appareil de coupure, tel qu'un disjoncteur, qui comporte deux chambres reliées par un carter 2 et symétriques par rapport au plan debout passant par l'axe XY. L'enceinte correspondante est remplie d'un gaz tel que l'hexafluorure de soufre et rendue étanche par des joints 3, 4 et 5. Chaque chambre, telle que 1, comporte une partie fixe comprenant un contact principal fixe 6 muni à son extremité de doigts 8, à l'intérieur desquels est disposé un tube de contact semi-fixe 9 formant contact d'arc, guidé dans un support 10 relié au contact fixe 6. Le support 6 est muni de doigts de contact auxiliaires fixes coopérant avec le tube 9. La chambre 1 comporte, d'autre part, une partie mobile comprenant un cylindre mobile 7, un piston mobile 32, disposé à l'intérieur du cylindre 7, et un contact d'arc mobile tubulaire 12. Dans la position de fermeture représentée sur la figure 1, le tube 9 est maintenu en butée contre le contact d'arc mobile tubulaire 12 sous l'action du ressort 13. Le cylindre mobile 7 de compression est muni à son extrémité d'un contact mobile principal 14 sur lequel est fixée une buse de soufflage 15. Des doigts de contact auxiliaires mobiles 16 sont fixés sur le fond 17 du cylindre 7. Dans la position de fermeture des figures 1 et 2, le courant passe par le contact principal 6, les doigts 8, le contact mobile principal 14, le cylindre 7, le contacts; lissant îP, le support 19, le carter 2 et les mêmes éléments de la seconde chambre disposée symétriquement. Par l'intermédiaire du tube 9, le ressort 13 appuie l'anneau 63 du contact tubulaire 12 sur une butée 20 faisant partie du fond 17 du cylidre 7. Pendant la manoeuvre d'ouverture, le cylindre 7, le contact mobile principal 14, la buse 15 ne sont pas solidaires du contact tubulaire 12. Un organe de ma noeurre non représenté déplace vers le bas un palonnier 21 et, grâce à une bielle 24, fait tourner autour d'un axe 23 un levier a trois branches 22. Le levier 22 comporte une branche 62 reliée à la bielle 24 et deux doubles branches 25 et 26 d'une part, et 47 et 48 d'autre part. Les branches 25 et 26 du levier 22 en tratnent vers la droite, par l'intermédiaire des bielles 27 et 28, une douille 29 solidaire du cylindre 7 et disposée sur son extrémité opposée au fond 17.Le déplacement correspondant de la butée 20 du fond 17 libère le contact d'arc mobile tubulaire 12, qui est guidé d'une part par un palier 30 aménagé à travers le fond 17, d'autre part par un palier 3.1 aménagé à travers le piston mobile 32. Un galet 35, supporté par une chape 36 solidaire du contact tubulaire 12, vient alors s'appuyer sur une rampe 33 d'un levier mobile 34 sous l'effet d'un ressort 37 travaillant en compression et qui prend appui sur une butée 38 d'un support 19 solidaire du carter 2. lhl ressort 42 appuie une butée 39 du levier 34 qui tourne autour de I l'axe 23 sur une entre réglable 40 supportée par un bossage 41 du carter 2. le ressort 42 est fixé en 43 au levier 34 et à un bossage 44 du carter 2.Par l'intermédiaire des bielles 45 et 46, les branches 47 et 48 du levier 22 entraS- nent le piston 32 à l'intérieur du cylindre 7. 9ur la figure 3, qui correspond à la position de séparation des contacts d'ar@ mobile t2 et somi fixe 9* le déplacement vers le bas du palonnier 21 a fait tourner la branche du levier 22 et déplacer vers la droitc le cylindre 7 grâce à la bielle 27 et à la. douille 29. Le contact mobile principal 14 a quitté les doigts 8 du contact principal fixe 6 et les doigts du contact auxiliaire mobile. 16 ont quitté le tube 9 et s'appuient sur le tube 12-solidaire du galet 35 encore immobilis6 par la rampe 33 du levier 34. Le ressort 13 assure toujours un contact entre les tubes 9 et 12.La rotation de la branche 47 du levier 22 entratne ia bielle 45 et déplace le piston 32 en sens inverse du mouvement du fond 17 du cylindre 7. Le gaz comprimé dans le volume 50 du cylindre 7 pénetre par des ouverttures 51 dans le volume 52 qui entoure les extrémités des tubes 9 et 12 et qui. est situé à l'intérieur de la buse 15. Le faible jeu 53 entre le tube 9 et le col 54 de la buse 15 limite considérablement la fuite du gaz comprimé vers l'ex térieur. Sur la figure 3, la butée 55 de la branche 48 du levier 22 est en contact avec une butée 56 du levier 34. En continuant sa course, la butée 55 repousse la butée 56 et déplace vers le haut la rampe 33 du levier 34 sur laquelle s'appuyait le galet 35. Sur la figure 4, qui correspond à l'arret du contact d'arc mobile, la libé- ration du galet 35 a permis au tube 12 solidaire de la chape 36 de se séparer de l'extrémité 57 du tube 9 sous l'action du ressort 37, de venir ainsi s'appuyer sur une rampe 58 du levier 34. Le galet 35 reste en contact avec la rampe 5B jusqu'à ce quelle soit effacée à la suite de la rotation du levier @2. Sur La figti' e piston 32 et le fond 17 du cylindre 7 se sctt rappr@chés la @ression @az imé dans le volume 50 augmente ce qui assure le so@fflage@ @@@@@@ qui s'est amorcé entre l'extrémité 57 du tube 9 et l'extrémité 59 du tube 12.Le soufflage du gaz comprimé par l'intérieur 60 et 61 des tubes 9 et -12 provoque l'extinction de l'arc et le contact d'arc mobile tubulaire 12 reprend sa course. Sur la figure 5, qui correspond à la position d'ouverture complète, c'est- à-dire à la position dans laquelle le disjoncteur tient les tensions d'essai en position d'ouverture, le palonnier 21 et la bielle 24 ont entrainé la branche 62 et fait pivoter le levier 22 autour de l'axe 23. La branche 48 du levier 22 et la bielle 46 ont déplacé le piston 32 vers la droite et l'ont ramené à sa position initiale correspondant à la figure 1. La branche 25 du levier 22, la bielle 27 et la douille d'entrainement 29 ont amené dans la position d'ouverture complete le cylindre 7, le contact mobile principal 14 et la buse 15. Par suite de l'effacement de la rampe 58 du levier 34. et sous l'action du ressort 37, le galet 35 du tube 12 continue sa course jusqu a sa position d'ouverture complète, c'est-à-dire la rampe 64 du levier 22. La figure 6 correspond à la premiere entrée en contact à la fermeture. Des le début de la fermeture, la butée 20 du fond 17 du cylindre 7 a entraîné l'anneau 63 du tube 1 2 vers la gauche. La première entrée en contact à la fermeture s'effectue entre les doigts de contact auxiliaires mobiles 16, qui jouent le role de contacts d'arc mobiles de fermeture, et le tube de contact 9, qui est à la fois contact d'arc de fermeture et de coupure, avant que l'extrémité 59 du tube 12 n'entre en contact avec l'extrémité 57 du tube 9 et naturellement avant l'entrée en contact du contact principal mobile 14 et des doigts 8 du contact principal fixe 6.Grace à l'augmentation du nombre de points de contacts, due aux doigts multiples-16, cette disposition permet d'accroitre considérablement le pouvoir de fermeture de l'appareil sans provoquer de détérioration des contacts principaux 8 et 14. La figure 7 représente en ordonnée 68, en fonction du temps porté en abscisses 69 les diagrammes 65, 66 et 67 correspondant respectivement au déplacernent du cylindre 7, au déplacement du piston 32 et auau déplacement du contact d'arc mobile tubulaire 12. Il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisa tison qui vient dextre dccrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier ecr@aines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains éléments par d'autres susceptibles d'assurer la meme fonction technique ou une fonction technique équivalente. REVENDICATIONS 1/ Appareil de coupure comportant un dispositif à autocompression de fluide diélectique obtenue par déplacement de deux éléments mobiles (7, 32) l'un vers l'autre, un contact d'arc mobile (12) de coupure relié à un contact mobile principal (14) et coopérant avec un contact d'arc (9) relié à un contact principal fixe (6), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (35, 58) pour immobiliser le contact d'arc mobile (12) après une course de séparation d'avec le contact d'arc (9) de la partie fixe pendant le soufflage de l'arc et pour poursuivre sa course rapide d'ouverture après son extinction. 2/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (13, 35, 33) pour maintenir en contact le contact d'arc mobile (12) de coupure avec le contact d'arc (9) de la partie fixe avant sa séparation. 3/Appareil selon l'une des revendications 1-et 2, caractérisé en ce que le contact mobile principal est solidaire d'un (7) des éléments mobiles du disposifif de compression. 4/ Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un mécanisme à leviers (22, 34) connnande le mouvement d'ouverture, l'immobilisation, puis la libération du-contact d'arc mobile (12). 5/ Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérise en ce qu'avant la fin de son déplacement un (32) des éléments mobiles du dispositif à autocompression s'arrête et se déplace en sens inverse de son mouvement initial. 6/ Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que pendant le depla- cement en sens contraire d'un (32) des éléments mobiles du dispositif à autocompression et après son immobilisation, le contact d'arc mobile (12) poursuit sa course jusqu'à sa position d'ouverture complète. 7/ Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'à la fer ineture, le contact d'arc mobile (12) est entraîne d'un mouvement continu par une butée (20) solidaire d'un (7) des éléments mobiles du dispositif de compression. 8/ -Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier contact s'effectue entre le contact d'arc (9) relié à la partie fixe et des contacts d'arc mobiles (16) de fermeture distincts du contact d'arc mobile (12) de coupure. 9/ Appareil selon la revendication 5, caractérise en ce que l'immobilisation du contact d'arc mobile (12) se produit au voisinage de la position d'inversion de l'élément mobile (32) du dispositif d'autocompression. k'/ Appareil selon la revendication 5, caractérise en ce que l'immobilisation di @ontact d'arc mobile (12) se produit après le passage t la position d'inversion @e l'lér?ent mobile (32) du dispositif d'autocompression 5. / Appareil selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'éner- de provoquant le deplacement à i'ouverture du contact d'arc mobile (12) e.t 2u @oin@ an partie enragasinee durant la manoeuvre de fermeture.