Brevet FR2343324A1 — publié le 19770930

La présente invention concerne un disjoncteur pour haute tension à SF6 avec pistons de soufflage, avec une colonne isolateur supportant au moins deux chambres d'extinction disposées symétrique ment perpendiculairement à celle-ci, et avec un mécanisme de commande pneumatique à haute pression pour le disjoncteur avec un système de gaz en circuit fermé, ainsi qu'avec une tringle de manoeuvre- entre le potentiel à haute tension et le potentiel de la terre, pour la manoeuvre du disjoncteur. La demande d'énergie toujours croissante, impose aux disjoncteurs, des réseaux de distribution des exigences élevées, le pouvoir de coupure de ces disjoncteurs devant être dimensionné de manier à permettre de maîtriser les courants qu'il faut couper, particuliè rement en cas de court-circuit. Il faut pour cela, une extinction aussi précoce que possible de l'arc électrique, résultat obtenu avec un soufflage énergique de celui-ci et ceci nécessite un système de commande puissant, partIculièrement pour les disjoncteurs à pistons de soufflage. On connaît des disjoncteurs à 5F6 avec pistons de soufflage, réalisés pour un montage à L'extérieur, dont le dispositif d-e compression, autrement dit leur contact de coupure, est commandé directement par une tige de manoeuvre qui passe à l'intérieur de la o- lonne isolateur. Je ce fait, narticulièrement en raison du temps de manoeuvre bref que lton cherche à obtenir, la tige de manoeuvre doit transmettre une puissance de commande relativement élevée et doit hêtre dimensionnne suffisamment grande en conséquence.Ceci entraîne une augmentation de sa masse, et l'inertie importante qui en résulte, rend difficile le freinage de la tige de manoeuvre après son accélé ratio ou même l'inversion de son mouvement dans le cas un reen- clenchement rapide (interruptlor ae courte durée). Dans l'ensemble, la dispositif précité a une influence défavorable sur le temps propre mécanique du disjoncteur et empêche un raccourcissement de celui-ci. De plus, ces iges de manoeuvre réalisées en matira isolante de grandie résistance mécanique, coûtent très cher. L Lut de la présente invention est de réaliser un disjonc taur à pistons de soufflage va un système de commande puissant, à action rapide, en évitant les inconvénients précités. Selon la présente inventIon, ce but est atteint, grâce au fait que les pistons tuteurs du dispositif d'entraînement pneumatique à haute pression du disjoncteur, commandés par des soupapes de commande actionnes au moyen de la tige de manoeuvre, sont disposés jiractement entre les deux chambres d'extinc4ic3rl, sur la 1 colonne isolateur, qu'ils ayissent directement sur le cisjonctaur à pistons de soufflage, que l'arrivée et le retour de l'air comprimé pour les pistons moteurs ainsi que la surveillance du SFC s'effectuent à tra vers un système de liaison à plusieurs canaux. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, la colonne isolateur est réalisée de manire à assurer la liaison avec plusieurs canaux entre les pistons moteurs et le générateur d'air comprimé, ainsi qu'entre la charge de SFC continue dans les chambres d'extinction et un réservoir accumulateur de 5F6, et la tige de ma- noeuvre est disposée dans l'un des canaux. De plus, de manière préférentielle, la tige de manoeuvre est réalisée creuse et fait partie en tant que canal de liaison du système de liaison à plusieurs canaux entre les pistons moteurs e-t le générateur d'air comprimé. De façon judicieuse, pour réduire les dimensions du disjonc- teur dans le sens horizontal, les chambres d'extinction sont dispo sées avec un décalage axial de I'ne par rapport à l'autre et les deux pistons moteurs se recouvrent en partie l'un Les avantages obtenus avec l'invention consistent en parti culier en ce que le piston moteur est disposé à proximité immédiate du piston de soufflage et agit ainsi directement sur ce dernier sans interposition d'éléments de transmission de grandes dimensions, ce qui réduit le temps propre mécanique du disjoncteur, le disjoncteur réagit donc plus rapidement. D'autres avantages et particularités de l'invention apparaî tront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif de l'objet de l'invention, et du dessin annexé dans lequel les différentes figures montrant respectivement Figure 1, une vue de profil d'un disjoncteur à pistons de soufflage en exécution pour montage à l'extérieur, avec une coupe longitudinale d'une colonne isolateur réalisée avec deux canaux. Figure 2, une coupe transversale (agrandie) de la colonne isolateur, selon le plan II-II dans la figure 1. Figure 3, une vue en plan du disjoncteur à pistons de souf flage. Figures 4 et 5, une vue an élévation et une coupe transver sale (agrandIe) selon le plan V-V d'une colonne isolateur réalisée avec trois canaux. Figures 5 et 7, une vue en élévation et une coupe trai.sver- sale selon le plan VII-VII d'une autre réalisation de colonne isolateur avaoewtrois canaux. Les Figures 1 à 3 montrent schématiquement la structure d'un disjoncteur à pistons de soufflage, en exécution pour montage à 11 extérieur. Une colonne isolateur 1, fixée sur une structure inférieure de disjoncteur 2, supporte deux chambres d'extinction 3 disposées horizontalement chacune avec un élément de coupure disposé à l'intérieur. Sur la face frontale de la colonne isolateur 1, les pistons moteurs 4 sont disposés à l'intérieur d'un carter 5 sur lequel sont fixées au moyen de brides, les deux chambres d'extinction 3, les pistons moteurs agissent ainsi directement sur les pistons de soufflage.Le disjoncteur à pistons de soufflage est équipé d'un dispositif d'entraînement pneumatique à haute pression selon le brevet allemand N P. 25 54 216.9, avec un système de gaz en circuit fermé (non représenté), où dans un premier stade de compression, on charge un accumulateur à basse pression à sa pression nominale puis, dans un deuxième stade de compression, à partir du niveau de pression de l'accumulateur à à basse pression, on charge un accumulateur à haute pression, dont l'air fortement comprimé, agit sur les pistons moteurs 4 à travers des soupapes de commanda.La colonne isolateur 1 est réalisée de manière à établir la liaison, au moyen de plusieurs canaux, entre les pistons moteurs 4 et un générateur d'air comprimé, ainsi qu'entre la charge n SF6 des chambres d'extinction 3 et un accumulateur de SF6. Selon les figures 1 et 2, la colonne isolateur 1 comporta à l'intérieur, deux canaux de liaison -7, 8 de diamètres différents.Dans le plus grand de ces canaux, le canal 7, est disposée une tige de manoeuvre 6 de structure creuse et réalisée en ma tière isolante, qui actionne au moyen de poussoirs, les soupapes de commande des pistons moteurs s et qui sert d'autre part, à amener aux pistans noteurs 4, un gaz comprimé à haute pression, tandis que le canal de liaison de fort diamètre 7, est prévu pour le retour. Par le plus petit des deux canaux de liaison 8, on introduit la charge de SFo dans les chambres d'extinction 3 et on en assure la surveillance. En raison du déplacement longitudinal de la tige de manoeuvre ú, nécessaire pour actionner les soupapes de commande, pour assurer le guidage de l'air comprimé, cette tige est munie à ses deux extrémités, d'un joint coulissant ou d'une jonction par tuyau souple. Le dimansionnement de cette tige de manoeuvre se trouve réduit, par rapport à celui de la tige de manoeuvre décrite au début, qui devait actionner le piston de soufflage-(dispositif de compres sont, Dans un autre mode d'exécution, la colonne isolateur 1 con- porte à l'intérieur, trois canaux de liaison 9, 10, 11 (figure 5) ou 12, 13, 15 (figure 7), l'un de ces canaux de liaison assurant le guidage d'une tige de manoeuvre 15 réalisée pleine. Pour éviter que de l'air comprimé de l'un des canaux de liaison ne pénètre dans un canal véhiculant du SF6, on traite individuellement chacun de cas canaux pour en assurer l'étanchéité à l'égard de l'atmosphère. Afin de réduire les cotes d'encombrement horizontal du disjoncteur, les chambres d'extinction 3 sont désaxées l'une par rapport à l'autre, et décalées dans le sens axial, de sorte que dans cette disposition, les pistons moteurs 4 se recouvrent en partie. I1 est possible aussi d'utiliser les dispositions à plusieurs canaux qui ont été décrites, pour un disjoncteur pneumatique, c'est-à-dire pour un disjoncteur sans remplissage de SF6. - R E V E N D I C A T I O N S 1.- Disjoncteur au SF6 avec pistons de soufflage, pour haute tension, avec une colonne isolateur et su moins deux chambres d'ex- tinction montées symvtriquement au-dessus de cette colonne, perpen- diculairement è celle-ci et avec un dispositif de commande pneumatique à haute pression pour le disjoncteur, avec un système de gaz en circuit fermé, ainsi qu'avec une tige de manoeuvre entre le potentiel à haute tension et le potentiel de la terre, pour actionner le disjoncteur, caractérisé par le fait que les pistons moteurs (4) de la commande à haute pression du disjoncteur, commandés à l'aide des soupapes de commande actionnées au moyen de la tige de manoeuvre (6, 15), sont disposés directement entre les deux chambres d'extinction (3) au-dessus de la colonne isolateur (1) et agissant directement sur le disjoncteur à pistons de soufflage, et que l'arrivée et le retour de l'air comprImé pour les pistons moteurs1 ainsi que la surveillance du SF6 s'effectuent à travers une liaison à plusieurs canaux. 2.- Disjoncteur à SF6 avec pistons de soufflage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la colonne isolateur (1) est réalisée de manière a assurer la liaison avec plusieurs canaux entre les pistons moteurs (4) et le générateur d'air comprimé, ainsi qu'entre la charge de SF contenue dans les chambres d'extinc tion (3) et un réservoir accumulateur de SF6, et que dans l'un des canaux de liaison, est disposée la tige de manoeuvre (6, 15). 3.- Disjoncteur à SF6 avec pistons de soufflage selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la tige de manoeuvre (6) est réalisée zretse, et quelle fait partie en tant que canal de liaison du systàma de liaison à plusieurs canaux entre les pistons moteurs (4) et le générateur d'air comprimé. 4.- Disjoncteur à SF6 avec pistons de soufflage selon l'en- semble des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que pour réduire les dimensions du disjoncteur dans le sens horizontal, les chambres d'extinction (3) sont disposées avec un décalage axial de l'une par rapport à l'autre, et que dans la disposition, les deux pistons moteurs (4) se recouvrent en partie l'un l'autre. 5.- DisJoncteur à SF6 avec pistons de soufflage selon l'en- semble des revendications 1 3 4, caractérisé par le fait que les canaux de liaison disposés à l'intérieur de la colonne isolateur (1) sont traités individuellement pour assurer leur étanchéité par rapport S l'atmosphr.