Brevet FR2559615A1 — publié le 19850816

Dis joncteur à gaz comprimé La présente invention est relative à un disjoncteur à- haute tension, du type à gaz sous pression, dans lequel l'arc de coupure est éteint par détente du gaz comprimé, au cours de la manoeuvres dù disjoncteur, par une action mécanique et par l'effet thermique de l'are lui-même. Un tel disjoncteur a été decrit dans la demande de brevet français n 82 00034 du 5 janvier 1982. La figure 1 annexée au présent mémoire représente une demi-coupe partielle axiale du disjoncteur précité, en positon fermée. On distingue, dans la figure, les contacts principaux fixes 1 et les contaets d'arc fixes constitues par un tube 2, et l'équipage mobile comprenant une partie tubulaire 11 associée à une tringle dientraînement non représentée et supportant - des contacts principaux mobiles 3, - une buse de soufflage isolante 4, - un déflecteur isolant coaxial 5, - des doigts 7 du contact d'are mobile qui comprend en outre une partie tuoulaire 8 d'extrémité 8A. Un tube 15 d6limite avec le tube il l'un un espace annulaire 13 fermé par un pistou iixe 12 à l'extrémité d'un tube 17. La référence 23 désigne un jeint d'étanchéité et 16 des contacts électriques glissants. On désigne par 9 le volume compris entre le déflecteur 5 et les doigts 7, par 9t le volume compris entre les doigts 7 et le tube 8, et par 14 le volume compris entre la buse 4 et le déflecteur 5. les références 10A et 10B s'appliquent aux sections annulaires de sorties des volumes 14 et 9-9k. Ces sections sont dans des plans perpen dicalaires. La référence 13 désigne le volume compris entre les tubes 11 et 15 6 5 désigne l'erifice de sortie du volume 13. es référence 24, 25 et 26 déeignent les volumes respeotivement : intérieur a la partir tubulaire 8, intérieur au tube 2 et compris entre las tubes 1 et 2. A l'ouverture dia disjoncteur, par la manoeuvre de la tige de commande qui. entraîne le tube il dans le sens de la flèche F, le gaz da volume 13 est comprimé par le piston 12. Lorsque l'extrémité 2 quitte l'extrémité 8A, l'arc jaillit et échauffe le gaz des volumes 9 et 9A. Lorsque l'extrémité 2 dégage l'ouverture- 10A, le gaz comprimé des volumes 13-14 se détend et souffle l'arc. Au passage par zéro de la valeur du courant, 1'arc diminue d'intensité et le gaz chauffé des volumes 9 et 9A se détend, apportant ainsi sa contribution au soufflage de l'arc. L'énergie mécanique nécessaire à la manoeuvre d'ouverture du dis joncteur peut provenir d'une commande hydraulique, pneumatique ou à ressort. Dans ce dernier cas, l'énergie de manoeuvre pour comprimer le gaz est obtenue par détente d'un ressort bandé pendant la manoeuvre de fermeture. Pour les grands courants de défaut à couper on constate souvent avec les commandes à ressort un ralentissement important du contact mobile, dû à la contrepression provenant de l'énergie de l'arc, surtout vers la mi-course et en fin de course de manoeuvre. Pour garder la vitesse correcte de l'équipage mobile dans ces conditions, il est nécessaire d'augmenter l'énergie de manoeuvre de la commande. Ceci renchérit le prix de l'appareil ; en plus il y a surabondance de l'énergie lors de la coupure de faible courant. Le but de ce brevet est de remédier à cet inconvénient à l'aide d'un dispositif simple. L'invention a pour objet un disjoncteur à gaz comprimé à haut pouvoir diélectrique muni de moyens de soufflage de l'arc par ledit gaz comprimé notamment par l'action d'un piston se déplaçant dans un volume cylindrique au cours de la manoeuvre d'ouverture du disjoncteur, ledit cylindre étant en communication avec une buse de soufflage obturée au début de la phase d'ouverture du disjoncteur, caractérisé en ce que le volume cylindrique comporte à son intérieur un moyen d'obturation partielle laissant libre une fenêtre, ledit piston comportant une protubérance frontale dont la section coincide avec celle de la fenetre, la longueur de la protubérance étant choisie pour permettre au piston de venir en fin de course en butée sur le moyen d'oburation, le cylindre comprenant au moins une échancrure sur sa paroi interne s'étendant à partir du moyen d'obturation et en direction du piston, sur une longueur sensiblement gale à celle de la protubérance frontale du piston. L'invention sera bien comprise par la description ci-après de divers modes de réalisation de l'invention, en référence au dessin ciannexe dans lequel - la figure 1 est une demi-coupe axiale partielle d'un disjoncteur haute tension selon l'art connu, les figures 2, 3 et 4 représentent une demi-coupe axiale partielle d'un disjoncteur haute tension selon un premier mode de réalisation de l'invention recpectivement en position fermée, en position intermédiaire et en position guverte - la figure 5 est une demi-coupe axiale partielle d'un disjoncteur selon une variante d réalisation de l'invention. La figure 1, oui illustre l'art antérieur, a déjà été commentée. Dans les figures 2 à 4, représentant un disjoncteur selon un Premier diode de réalisation de l'invention, les éléments inchangés de la figure 1 ont regu les mêmes numéros de référence. On voit dans la figure 2, qui représente le disjoncteur en posl- tior. fermée, que la section du volume 13 est partiellement obturée par une butée 19, réduisant localement la section du volume 13 à une fenêtre annulaire 2P. La butée est située du c6té de l'ouverture 6 du volume 13, de sorte que le volume 13 est divisé an deux volumes 13A et 13B inégaux. Le piston 12 comprend une protubérance frontale annulaire 12A dont la surface S coincide exactement avec celle de la fenêtre 22. La longueur l de cette protubérance est choisie pour que son extrémité vienne au voisinage de l'ouverture 6 lorsque le piston 12 arrive en fin de co'rse sur la butée 19 (voir figure 4). Le fonctionnement du disjoncteur est le suivant lorsque le disjoncteur est en position fermée, (figuPe 2), le courant traverse les doigts principaux fixes 1, le tube de contact mobile 3, le tube cylindre 15, les contacts glissants 16, le support fixe 17. A l'ouverture, le contact mobile 3 se déplace dans le sens de la flèche F par l'intermédiaire du tube 11 relié à une tige isolante non représentée. Pendant ce déplacement le gaz dans les volumes 13A-13B est comprimé, Quand le tube 2 quitte les doigts d'arc 7 un arc jaillit et chauffe le gaz dans l'enceinte 9, puis l'arc s'accroche entre 2 et 8A. Quand le tube 2 dépasse l'ouverture 10A (figure 3), le gaz comprime dans 13 et 14 peut s'échapper dans les enceintes 24 et 25. Si le courant est important, avant son passage par zéro, l'arc peut boucher toutes les sorties ; la pression monte alors rapidement dans le volume 13A-13B à la fois par compression et par échauffement dû à l'énergie de l'arc 20. L'ouverture lOB perpendiculaire à l'ouverture lOA permet à l'arc de chauffer le gaz dans les volumes 9 et 9A. La figure 3 montre l'appareil en fin de position de coupure. La protubérance 12A du piston vient obturer la fenêtre 22. A partir de cet instant, seule la surface annulaire de la protubérance 12A supporte la surpression dans le volume 13A. La contrepression sur l'équipage mobile est ainsi fortement diminuée (de moitié et même jusqu'au 2/3). Pour réduire la compression dans le volume 13B, on pratique dans le cylindre 11 un évasement ou échancrure 21 permettant une évacuation suffisante de la pression, tout en assurant un amortissement correct de l'équipage mobile en fin de course d'ouverture. La figure 4 montre l'appareil en position -ouverture, le piston 12 en butée sur la butée 19. La figure 5 montre une variante du dispositif dans laquelle la butée 19 est montée sur le tube cylindre 15 permettant une ouverture 22 de section annulaire plus faible. Dans les deux modes de réalisation représentés, la longueur 1 de la protubérance 12A est voisine du tiers de la longueur de la course totale du contact mobile 3. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur à gaz comprimé à haut pouvoir diélectrique muni de moyens de soufflage de l'arc par ledit gaz comprimé notamment par l'action d'un piston (12) se déplaçant dans un volume cylindrique (13) au cours de la manoeuvre d'ouverture du disjoncteur ledit cylindre étant en communi cation avec une buse de soufflage (4) obturée au début de la phase d'ouverture du disjoncteur, caractérisé en ce que le volume cylindrique comporte à son intérieur un moyen (19) d'obturation partielle laissant libre une entre (22), ledit piston (12) comportant une protubé rance (12A) frontale dont la section coïncide avec celle de la fenêtre, la longueur de la protubérance étant choisie pour permettre au piston de venir en fin de course en butée sur le moyen d'oburation, le cylindre comprenant au moins une échancrure (21) sur sa paroi interne s'étendant à partir du moyen d'obturation et en direction du piston, sur une longueur sensiblement égale à celle de la protubérance frontale du piston. 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le volume cylindrique étant de section annulaire et délimité par deux cylindrec (11, 15) coaxiaun, le moyen l'obturation partielle est une butée annulaire s appuyant sur l'un des cylindres. 3/ Dlajoncteur selon la revendication 2 caractérisé en ee que ladite butée eqt venue de moulage ou de forgeage avec le cylindre d'appui. .4/ Disjoncteur selon l'une des revendleations 1 à 3, caractérisé en ce que la longueur 1 de la protubérance (12A) est voisine du tiers de la course du contact mobile (3)