Brevet FR2346842A1 — publié le 19771028

La présente invention, due à la collaboration de Messieurs Jacques HENNEBERT et Georges BALMAT, est relative à un interrupteur à autosoufflage à enveloppe allongée étanche en matière isolante, remplie d un gaz à rigidité diélectrique élevée, notamment dthexafluorure de soufre, comprenant par pôle deux traversées espacées le long de l'enVeloppe et formant des bornes d1entrée et de sortie du pôle de l'interrupteur et un mécanisme interrupteur subdivisé en deux sous-ensembles, dont l'un comporte un contact mobile et l'autre un contact fixe reliés respectivement auxdites bornes. Un interrupteur du genre mentionné est destiné à interrompre et à établir des circuits électriques dans des conditions normales de charge ou de surcharge. L'enveloppe est opaque et il est impossible de l'extérieur d'avoir la certitude de-l'ouverture des contacts et d'un isolement suffisant de la ligne ou de l'appareil raccordé à l'interrupteur pour permettre dty accéder sans danger pour l'entretien. Dans ces conditions, seule la combinaison d'un interrupteur et d'un sectionneur permet d'assurer respectivement les fonctions d'interruption et d'isolement et l'installation s'en trouve compliquée. La présente invention part de la constatation que la fonction sectionneur consiste à assumer un certain niveau d'isolement entre l'entrée et la sortie des pâles de l'appareil, en l'oc- currence de l'interrupteur et elle a pour but de modifier et d'adapter l'interrupteur précité pour le rendre apte à remplir cette fonction d'isolement. L'interrupteur selon l'invention est caractérisé par le fait que dans la position d'ouverture dudit interrupteur lesdits sous-ensembles et les contacts associés sont physiquement espacés dans la direction longitudinale de 11 enveloppe et séparés d'un intervalle suffisant à la tenue de la tension d'isolement et qu'un anneau conducteur, susceptible d'être relié électriquement à la masse, est disposé dans un plan transversal de ladite enveloppe entre lesdites traversées au contact de la paroi interne de l'en- veloppe, de manière à empecher toute rupture d'isolement entre les bornes d'entrée et de sortie du pâle. La rigidité diélectrique élevée de l'hexafluorure de soufre garantit un niveau d'isolement élevé entre les parties actives séparées galvaniquement et le principal risque de rupture d'isolement est localisé sur la surface interne de l'enveloppe. L'anneau de masse intercalé selon l'invention sur la ligne de fuite interne entre les bornes de l'interrupteur intercepte tout claquage, lequel ne peut intervenir qu'entre la borne sous tension et 1 1anneau de masse. La commande mécanique du contact mobile est facilement agencée pour garantir la séparation effective des contacts, tout moyen opérant de contrôle ou de confirmation de cette séparation pouvant éventuellement être adjoint à llinterrupteur. Selon un développement de l'invention, un deuxième anneau de masse est disposé sur la paroi externe de 1 t enveloppe de façon à éviter tout contournement le long de cette paroi externe. L'anneau de masse accolé à la paroi interne de 11 enveloppe se trouve avantageusement dans la zone de séparation des contacts de telle manière que l'intervalle de séparation entre les contacts ouverts soit supérieur à l'intervalle de séparation de l'un quelconque des contacts à l'anneau de masse. Un amorçage intempestif intervient alors obligatoirement sur l'anneau de masse et l'isole- ment entre bornes est conservé. La coordination des isolements implique un dégagement de la paroi interne de ltenveloppe et selon un développement de l'in vention, le sous-ensemble associé au contact mobile est fixé à la borne formant une traversée de ltenveloppe et est entièrement séparé de la paroi de l'enveloppe par un intervalle de gaz isolant. L'anneau de masse assure de préférence une tenue diélectrique, sensiblement égale par rapport aux deux bornes et selon le type d'interrupteur l'anneau est mis à la masse en permanence ou lors de l'ouverture de l'interrupteur automatiquement ou sélectivement. Le conducteur de liaison de l'anneau de masse au châssis de l'ap- pareil peut être incorporé à un support isolant intégré à l'enveloppe et un capteur associé à ce conducteur peut signaler les ruptures d'isolement. L'intervalle de séparation des contacts et des éléments, associés à ces contacts en position ouvert de l'interrupteur, est bien entendu adapté au niveau d'isolement requis et il peut être intéressant de réduire la longueur de la buse de soufflage entourant les contacts pendant la phase de coupure, de façon à augmenter l'intervalle de séparation au détriment du pouvoir de coupure de l'interrupteur. I1 est clair que la possibilité d'assurer par un même appareil la fonction interrupteur et la fonction sectionneur pré- sente de multiples avantages notamment de coût, de simplification et de réduction d'encombrement de l'installation. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de Itexposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel la figure unique représente schématiquement en coupe axiale un pôle d'un interrupteur selon l'invention. Sur la figure, une enceinte étanche 10 d'un pôle d'un interrupteur électrique est confinée par une enveloppe 12- en une matière isolante moulée en forme de poche cylindrique obturée par un couvercle 14. Deux inserts métalliques 16, 18 sont noyés dans la paroi de l'enveloppe 12, respectivement au voisinage des parties supérieure et inférieure de celle-ci et forment des conducteurs de traversée et des bornes d'entrée et de sortie du pale, logé dans l'enceinte 10. Le mécanisme de l'interrupteur est subdivisé en deux sous-ensembles 20, 22 respectivement associés à un contact mobile 24 et à un contact fixe 26. L'interrupteur du type à autosoufflage d'hexafluorure de soufre, contenu dans l'enceinte 10, comporte un ensemble piston 27 - cylindre 28 de soufflage de ce gaz dans une buse isolante 30 entourant les contacts 24, 26 en position de fermeture de l'interrupteur. Le piston 27 - cylindre 28, la buse isolante 30 et le contact mobile 24 appartiennent au sous-ensemble 20 fixé par une vis 32 à l'insert 16, le sous-ensemble 20 étant entièrement dégagé de la paroi interne 34 de l'enveloppe 12. L'équipage mobile, comprenant le contact mobile 24, le cylindre 28, la buse 30 et éventuellement un contact principal 36, est commandé par un systèmee bielle 38, manivelle 40 calé sur un arbre de commande 42 traversant d'une manière étanche l'enve- loppe 12 au voisinage du couvercle 14. Le sous-ensemble 22, associé au contact fixe 26, est fixé sur l'insert 18 en étant entièrement dégagé de la paroi interne 34. I1 peut comporter un contact principal en tulipe 44 coopérant avec le contact principal mobile 36. Un collet 46 formé par un rebord de la paroi interne 34 délimite un alvéole annulaire 48 de logement d'un tamis moléculaire à la base du sousensemble 22. Un tel interrupteur est bien connu et il est inutile dten décrire en détail l'agencement et le fonctionnement. On re marque seulement que la surface de la paroi interne 34,reliant les inserts 16, 18 est entièrement dégagée. Selon l'invention, un anneau de masse 50 est fixé par insertion dans une rainure annulaire 52 à la paroi interne 34 en s'étendant dans un plan transversal de trace X-X sur la figure, perpendiculaire à l'axe lontidudinal de 1 t enceinte 10. Un conducteur 54, avantageusement noyé dans une console 56 de support de l'enveloppe 12, relie électriquement l'anneau de masse 50 au châssis 58, dont seule la surface de fixation est repérée sur la figure, lui-même mis à la terre de la manière usuelle. L'anneau de masse 50 est intercalé sur la ligne de fuite entre les inserts 16, 18, sensiblement à égale distance diélectrique de ces inserts. D'une manière analogue un anneau de masse 60 est logé dans une rainure 62 de la paroi externe de l'enveloppe 12, laquelle rainure peut s'étendre dans le plan X-X ou être légèrement décalé comme représenté sur la figure. Dans la position d'ouverture de l'interrupteur, représentée sur la figure, les sous-ensembles 20, 22 sont nettement séparés l'un de l'autre et 1'hexafluorure de soufre assure la rigidité diélectrique entre ces sous-ensembles. I1 est avantageux de réduire la longueur de la buse de soufflage 30, notamment par suppression du divergent, pour disposer d'une nette séparation de l'extrémité de la buse 30 et du contact fixe opposé 26. Le plan X-X contenant l'anneau de masse 50 traverse de préférence l'intervalle de séparation des sous-ensembles 20, 22. L'ensemble est agencé de façon à coordonner les isolements et les distances dans 1'hexafluorure de soufre entre les parties métalliques des sous-ensembles 20, 22 lesquels sont supérieurs aux distances de ces parties à l'anneau 50, de manière à localiser toute rupture d'isolement à travers l'hexafluorure de soufre sur anneau de masse 50 et à empêcher une rupture d'isolement entre les sous-ensembles 20, 22. Une rupture d t isolement sur la paroi interne 34 ou sur la paroi externe de l'enveloppe 12 est interceptée respectivement par les anneaux de masse 50 et 60 et l'isolement entre l'entrée et la sortie de lsinterrupteur est conservé. Si l'on veut éviter la présence d'une électrode mise à la masse, en ltoccurrence de l'anneau 50, à l'intérieur de l'en- ceinte 10 pendant le fonctionnement de l'interrupteurJ il est facile d'interrompre le conducteur 54 de liaison de l'anneau 50 au châssis 58 par tout moyen opérant. La mise à la masse de l'anneau 50 peut alors être réalisée automatiquement lors de l'ouverture de l'interrupteur, par exemple par fermeture de contacts auxiliaires ou sélectivement dans le cas d'une intervention sur le tronçon de ligne ou l'appareil concerné. Un détecteur du courant de fuite parcourant le conducteur 54 peut commander un dispositif d'alarme ou de sécurité signalant une rupture d'isolement ou un claquage interne. Une tenue diélectrique suffisante implique la venue en position de séparation des sous-ensembles 20, 22 et l'interrupteur comporte tout système mécanique approprié empechant toute fausse manoeuvre ou incident. La distance d'écartement des sous-ensembles 20, 22 de la paroi interne 34 doit évidemment correspondre au niveau d'isolement fixé. I1 est clair que les anneaux de masse peuvent être des pièces métalliques insérées dans des rainures ou plaquées sur la surface de l'enveloppe ou être réalisés par une couche conductrice de revêtement de la paroi. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté au dessin, mais elle s'détend à toute variante restant dans le cadre des équivalences, notamment à des interrupteurs d'une structure différente. REVENDICATIONS 1. Interrupteur à autosoufflage à enveloppe allongée étanche en matière isolante, remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée, notamment d'hexafluorure de soufre, comprenant par pôle deux traversées espacées le long de l'enveloppe et formant des bornes d'entrée et de sortie du pôle de l'interrupteur et un mécanisme interrupteur subdivisé en deux sous-ensembles, dont l'un comporte un contact mobile et l'autre un contact fixe reliés respectivement auxdites bornes, caractérisé par le fait que dans la position d'ouverture dudit interrupteur lesdits sous-ensembles et les contacts associés sont physiquement espacés dans la direction longitudinale de l'enveloppe et séparée d'un intervalle suffisant à la tenue de la tension d'isolement et qu'un anneau conducteur, susceptible d'être relié électriquement à la masse, est disposé dans un plan transversal de ladite enveloppe entre lesdites traversées au contact de la paroi interne de I'enveloppe, de manière à empêcher toute rupture d'isolement entre les bornes d'entrée et de sortie du pôle. 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit anneau de masse est fixé sur une bande cylindrique de la paroi interne de l'enveloppe. 3. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un anneau de masse fixé sur une bande cylindrique de la paroi externe de l'enveloppe. 4. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le ou les anneaux de masse sont disposés dans un plan transversal, qui traverse l'in- tervalle de séparation desdits sous-ensembles en position dtouver- ture de l'interrupteur. 5. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'intervalle de séparation desdits sous-ensembles est supérieur aux intervalles de séparation de chacun des sous-ensembles à'l'anneau de masse interne de manière à empêcher tout claquage entre lesdits sous-ensembles. 6. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le sous-ensemble associé au contact mobile comprend un dispositif piston - cylindre d'autosoufflage, caractérisé par le fait que ledit sous-ensemble est fixé mécaniquement à la borne associée et est dégagé de la paroi interne de l'en- veloppe en direction de l'autre sous-ensemble. 7. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le ou les anneaux de masse sont disposés entre lesdites bornes sensiblement à distances égales en tenue diélectrique des deux bornes. 8. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite enveloppe est supportée par une console isolante, caractérisé par le fait qu'un conducteur de connexion du ou desdits anneaux à la masse est incorporé à ladite console. 9. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens automatiques de mise à la masse dudit anneau lors de la venue en position d'ouverture dudit interrupteur. 10. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une buse isolante de soufflage est associée au sous-ensemble du contact mobile, caractérisé par le fait qu'il comporte une buse à divergent raccourci, de manière à accroître l'intervalle d'isolement entre les deux sous-ensembles.