Brevet FR2320626A1 — publié le 19770304

L'invention concerne un disjoncteur a gaz comprimé comprenant un contact soumis au soufflage par l'intermédiaire d'une buse de soufflage, dont l'orifice d'admission est relié a l'orifice de sortie d'un compartiment de soufflage d'un gaz d'extinction mis sous pression lors du mouvement d'ouverture. Dans ces disjoncteurs, non seulement le compartiment de soufflage est mis sous pression lors du mouvement d'ouverture, provoquant ainsi le soufflage du contact, mais de plus le soufflage favorise l'extinction de l'arc qui apparaît sur le contact. Les gaz se trouvant à proximité de l'arc sont, compte tenu de l'intensité de ce dernier, soumis à un échauffement très important et se dilatent très rapidement, donnant ainsi naissance dans la zone de la buse de soufflage à des chocs de pression qui s'opposent au soufflage et par conséquence a la pression dans le compartiment de soufflage. Ces chocs de pression peuvent provoquer une inversion du flux du gaz d'extinction et ainsi, par réaction sur la commande du disjoncteur, l'arrêt du mouvement d'ouverture ou meme son inversion. Pour éviter ceci, il a déjà été proposé d'équiper l'orifice d'entrée de la buse de soufflage ou l'orifice de sortie du compartiment de soufflage d'un clapet anti-retour, permettant d'éviter l'influence de l'inversion de l'écou- lement des gaz du compartiment de soufflage. Cette solution n'est cependant pas entièrement satisfaisante, car dès que le ou les clapets anti-retour fonctionnent, en l'absence d'orifice de sortie dans le compartiment de soufflage, le gaz d'extinction à l'intérieur s'oppose au mouvement de la commande du disjoncteur avec un effort résistant, aussi longtemps que le clapet anti-retour reste fermé. Le mouvement d'ouverture est par conséquent ralenti.Lorsque la chute de pression du gaz d'extinction dans la buse de soufflage (au voisinage du passage par zéro du courant) atteint une valeur assez importante, le clapet anti-retour s'ouvre à nouveau provoquant ainsi un soufflage brutal. Cette chute de pression dans le compartiment de soufflage se traduit par une accélération de la commande du disjoncteur. La régularité du mouvement d'ouverture du disjoncteur est ainsi fortement compromise. Le but de l'invention est alors de réaliser un disjoncteur du type précédent, dont la commande, prévue pour actionner le dispositif de soufflage, utilise au cours du mouvement d'ouverture une énergie qui croît initialement et qui est ensuite maintenue à une valeur pratiquement constante. En d'autres termes, on cherche à éviter la réaction des gaz de l'arc sur la commande du disjoncteur et par conséquent sur le mouvement des éléments de contact accouplés avec l'organe de manoeuvre. L'invention a pour objet un disjoncteur à gaz comprimé lors de l'ouverture du disjoncteur par le déplacement d'un piston dans un cylindre de soufflage, le piston et le cylindre délimitant un compartiment de soufflage, comportant deux éléments de contact soumis au soufflage par l'intermédiaire d'une buse de soufflage ayant un orifice d'admission du gaz comprimé relié à un orifice de sortie du compartiment de soufflage, l'ensemble étant disposé à l'intérieur d'une enceinte étanche au gaz, caractérisé par le fait que le compartiment de soufflage comporte un deuxième orifice de sortie à l'intérieur de l'enceinte commandé par une soupape de limitation de la pression du gaz régnant dans le compartiment de soufflage. Lorsque le compartiment de soufflage est constitué par un cylindre de soufflage et un piston de soufflage pouvant être déplacé à l'intérieur de ce dernier, le deuxième orifice de sortie équipé de la soupape de limitation de pression peut être disposé de façon à passer à travers la paroi du cylindre de soufflage au niveau de la fin de la course de travail du piston de soufflage. Le deuxième orifice de sortie équipé de la soupape de limitation de pression peut également être disposé de façon à passer à travers le piston de soufflage. Le fait d'équiper le disjoncteur à gaz comprimé proposé, comme les disjoncteurs déjà connus, d'un clapet anti-retour au niveau de l'orifice de sortie du compartiment de soufflage orienté vers la buse de soufflage ou au niveau de l'orifice d'entrée de la buse de soufflage, ne présente aucun inconvénient. Cette disposition permet d'éviter la pollution du compartiment de soufflage par le reflux des gaz ionisés de l'arc. La perte de gaz, ctest- -dire la partie du gaz -d'extinction se trouvant à l'intérieur du compartiment de soufflage qui n'est pas conduite vers la buse de soufflage lors du fonctionnement de la soupape de limitation de pression, est négligeable compte tenu des avantages pour la commande du disjoncteur. De plus, le volume du dispositif de soufflage peut être augmenté facilement, afin de compenser ces pertes de gaz d'extinction. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description de modes de réalisation donnés à titre d'exemple dans le dessin annexé. La figure unique représente la coupe longitudinale schématisée d'un disjoncteur, selon l'invention, le côté gauche montrant le disjoncteur en position de fermeture, dans un premier mode de réalisation et le côté droit en position d'ouverture, dans un deuxième mode de réalisation. Le disjoncteur à gaz comprimé représenté est disposé à l'intérieur d'une enveloppe métallique fermée I remplie d'un gaz électronégatif,par exemple de l'hexafluorure de soufre (SF6). Le disjoncteur est actionné au moyen d'une tringle 2. La commande et l'accouplement de celui-ci avec la tringle 2 ne sont pas représentés. Chaque commande appropriée connue convient à cette fin. L'extrémité supérieure de la tringle 2 est pourvue d'une traverse 3. La tige de manoeuvre 4 d'un piston de soufflage 5 est articulée au centre de la traverse 3. Le piston de soufflage 5 pouvant être déplacé à l'intérieur d'un cylindre de soufflage 6, constitue, en liaison avec ce dernier, le dispositif de soufflage du disjoncteur. Un clapet d'aspiration fonctionnant au cours du mouvement de fermeture peut être prévu dans le piston de soufflage 5, afin de faciliter le remplissage du compartiment de soufflage. Un élément de contact 7 est lié rigidement au cylindre de soufflage 6. La paroi (enveloppe et cloison d'eirtrémité) du cylindre de soufflage 6 assure le passage du courant vers l'élément de contact 7. Un deuxième élément de contact 8 est déplacé, c'est-à-dire mis en contact et hors contact avec l'élément de contact 7, au moyen de la tringle 2 par l'intermédiaire des tringles isolantes 9, fixées chacune à l'une des extrémités de la traverse 3, et d'une traverse 10 relié à celle-ci. L'élément de contact 7 est disposé dans la buse de soufflage 11 où il est balayé par le gaz d'extinction fourni par le dispositif de soufflage lors d'un mouvement d'ouverture. Les éléments de contact 7 et 8 peuvent être court-circuités par un sectionneur en parallèle et constitué par un cylindre de contact 12 et des contacts coulissants. Lors d'un mouvement d'ouverture, les contacts du sectionneur en parallele se séparent avant les éléments de contact 7 et 8; lors d'un mouvement de fermeture, ils entrent en contact après ceux-ci. Le sectionneur en parallèle est conçu pour assurer le passage du courant de service. L'utilisation des éléments de contact 7 et 8 est limitée à la coupure des courants. Le cylindre de contact 12 du sectionneur en parallèle est relié électriquement à la tige de manoeuvre 13, prévue pour l'élément de contact 8, au moyen des traverses 16. Le passage du courant à partir de l'element de contact 8 jusqu'à la borne 15 du disjoncteur est assuré par le cylindre de contact 12 et des contacts coulissants 14. Le compartiment de soufflage 17 situé à l'intérieur du cylindre de soufflage 6 du disjoncteur représenté en position de fermeture sur le côté gauche de la figure comporte, en plus des orifices de sortie 18 dirigés vers les passages d'admission 19 de la buse de soufflage 11, un autre orifice de sortie 20. Ce dernier est commandé par le dispositif 23 d'une soupape de limitation de pression 22 qui est soumis à l'action d'un ressort 21. L'orifice de sortie 20 est disposé au niveau de la paroi du cylindre où le piston de soufflage 5 termine sa course de travail. Pour le disjoncteur représenté en position d'ouverture sur le côté droit de la figure, le deuxième orifice de sortie 20 du compartiment de soufflage 17 est conçu comme un dispositif de passage 20' et passe à travers le piston de soufflage 5. A l'intérieur de ce passage 20' est logée une bille 22' commandée par ressort, qui fait fonction de soupape de limitation de pression. Les à-coups de pression se produisant à l'intérieur de la buse de soufflage 11 à la suite de l'apparition de l'arc provoquent une inversion du flux de soufflage à l'intérieur des passages d'admission 19 et, par conséquent, une augmentation de la pression à l'intérieur du compartiment de soufflage 17. Cependant, grâce à la soupape de limitation de pression 22 ou 22', la pression ne peut pas dépasser une valeur limite déterminée par la précontrainte des ressorts correspondants. Par conséquent, lténergie permettant le déplacement du piston de soufflage 5 vers le haut, reste limitée à une valeur maximale. La commande, entraînant la tringle de manoeuvre 2 peut alors etre dimensionnée pour cette valeur. Même lorsque le disjoncteur selon l'invention n'est pas pourvu de clapets anti-retour dans les orifices de sorties 18 ou les passages d'admission 19, l'inversion du flux de soufflage ne peut, en aucun cas, provoquer l'arrêt du mouvement d'ouverture ou meme son inversion. Le volume du compartiment de soufflage 17 peut-être suffisamment important, pour qu'une pollution éventuelle du gaz d'extinction par des gaz chauds provenant de l'arc reste négligeable. Le montage de clapets anti-retour dans les orifices de sortie 18 ou dans les passages d'admission 19 permet ainsi d'éviter cette pollution. il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions, ou remplacer certains moyens par d'autres équivalents. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur à gaz comprimé lors de l'ouverture du disjoncteur par le déplacement d'un piston (5) dans un cylindre de soufflage (6), le piston et le cylindre délimitant un compartiment de soufflage (17), comportant deux éléments de contact (7,8) soumis au soufflage par l'intermédiaire d'une buse de soufflage (11) ayant un orifice d'admission (19) du gaz comprimé relié à un orifice de sortie (18) du compartiment de soufflage, l'ensemble étant disposé à l'intérieur d'une enceinte (1) étanche au gaz, caractérisé par le fait que le compartiment de soufflage comporte un deuxième orifice de sortie (20) à l'intérieur de l'enceinte (1) commandé par une soupape de limitation de la pression (22) du gaz régnant dans le compartiment de soufflage. 2/ Disjoncteur à gaz comprimé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le deuxieme orifice de sortie (20) traverse la paroi du cylindre de soufflage (6) au niveau de la fin de la course de travail du piston de soufflage (5). 3/ Disjoncteur à gaz comprimé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le deuxième orifice de sortie (20) traverse le piston de soufflage. 4/ Disjoncteur à gaz comprimé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la soupape de limitation de pression (22) est disposée sur la paroi externe du cylindre de soufflage (6). 5/ Disjoncteur à gaz comprimé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la soupape de limitation de pression (22) est montée dans le piston de soufflage (5).