Brevet FR2566575A1 — publié le 19851227

CHAMBRE D'EXPLOSION D'UN INTERRUPTEUR DE COMPRESSION A GAZ POUR LA HAUTE ET TRES HAUTE TENSION, SUR LE PRINCIPE MONOPRESSION DE L2EXTINCTION DE LtARC La présente invention concerne la chambre d'explosion de leinterrupteur de compression à gaz pour la haute et très haute tension, sur le principe monopression de l'extinction de l'arc. La chambre d'explosion contient un contact fixe et un contact mobile, avec un gicleur d'extinction par cylindre reliés axialement à l'aide d'une tige passant par le fond de piston fixe et pourvue de disques. Jusqu'à présent les chambres d'explosion des interrupteurs de compression à gaz sur le principe monopression étaient disposées de telle façon qu'il restait un espace relativement inefficace hors du cylindre de compression. La réduction de cet espace inefficace demandait une disposition de construction très contraignante. L'amortissement des surfaces de bord de la chambre d'explosion 'était pas assure. Cet amortissement devait être résolu par une commande avec des amortisseurs afférents. Le désavantage consistait en une disposition considérablement compliquée de tout le mécanisme de commande, y compris les amortisseurs. Les amortisseurs étaient construits soit sur le principe hydraulique, soit sur le principe pneumatique. Ce fait rendait compliqués les propositions, production, entretien et même fonctionnement de l'interrupteurO Surtout cela soulevait des complications en cas de commande, dont le mécanisme de commande était basé sur un autre principe que le principe de l'amortisseur, par exemple en cas de commande d'accumulation avec des amortisseurs hydrauliques. Un autre désavantage de tous ces types d'interrupteurs était la transmission des grandes forces d'intertie dans les phases extrdmes du mouvement au cours de l'amortissement.Les forces se transmettaient entre la chambre d'explosion et la commande par les tiges d'isolation. Les tiges d'isolation devraient entre dimensionnées pour ces grandes forces ayant un effet de choc. En cas de changement du réglage des amour tisseurs ces tiges d'isolation étaient aussi détruites. Au total la commande avec les amortisseurs, pièces de la chambre d'explosion et les tiges d'isolation étaient dimensionnés pour la valeur maximum des forces d'inertie et leurs dimensions étaient considérables. L'interrupteur était dans son ensemble le résultat de couplages compliqués entre la chambre d'explosion, la tige d'isolation, la commande et les amortisseurs des positions extrêmes, très exigeant en ce qui concerne la production, les essais, le réglage et l'entretien, et + labilité était abaissée sous l'effet de l'importance des forces transmises: en cas dçchangement du réglage des amortisseurs en cours de service survenait le risque d'un endommagement mécanique. En plus l'efficacité du mécanisme d'extinction était abaissé par ltexistence d'un espace relativement grand et inefficace.Pour des courants de coupure importants, il fallait donner des dimensions importantes au piston de compression et de ce fait découlaient des exigences considérablement augmentées sur la production de la chambre d'explosion de la tige d'isolation, et de la commande. Les désavantages précités sont éliminés par la chambre d'explosion de l'interrupteur de compression à gaz pour haute et très haute tension, qui est basée sur le fait que le fond du piston fixe est placé dans le cylindre et fourni de la première et la seconde cavité cylindrique. Le diamètre de ces cavités est supérieur au diamètre de la tige, placée dans leur axe et qui passe dans l'espace du cylindre du premier disque et dans l'espace du piston fixe par le second disque. Les diamètres des deux disque s sont inférieurs aux diamètres des cavités cylindriques relatives. Dans le fond du piston fixe est disposé au moins un canal de passage, dont l'axe est perpendiculaire à l'axe du piston fixe et ce canal est relié avec les ouvertures placées dans la cloison du fond du piston fixe. L'axe des ouvertures est parallèle à l'axe du fond du piston. Dans la première cavité cylindrique du fond du piston fixe peut se trouver le premier clapet et dans la seconde cavité cylindrique du fond du piston fixe peut se trouver le second clapet. Ces deux clapets peuvent entre reliés par les chevilles placées dans 11 ouverture dans la cloison du fond du piston fixe. Les deux disques placés sur la tige peuvent avoir sur leurs faces tournées vers le fond du piston fixe, des arêtes chanfreinées. L'exploitation de ce qui fait l'objet de l'invention augmente d'une manière considérable l'efficacité de la chambre d'explosion, comme la relation de l'espace de compression du cylindre utilisable par rapport à l'espace inefficace est augmentée jusqu'à la section critique du gicleur d'extinction. La disposition avantageuse profite en plus de la partie de l'espace de compression profilée pour la commande de la fonction mdcanique et par ce fait elle permet une solution avantageuse de l'interrupteur dans son ensembles La chambre d'explosion est un ensemble électrique et mécanique indépendant, y compris les amortissearsS et sa disposition est simple.La chambre dQexplosion réglée est interchangeable 8Ur Ees interrupteurs, ne transmet les forces de choc de linertie non voulues, ni sur les isolateurs céramiques, ni sur les autres pièces de l'interrupteur. La tige tQisolation peut être moins importante. La commande devient moins grande, comme elle accélère les plus petites pièces mobiles. Les amortisseurs aux positions extr8mes ne sont pas nécessaires dans la commande, car l'amortissement est assuré directement dans la chambre d'explosion. Au total résulte la commande en moitié et l'interrupteur considérablement plus simple. En plus est acquise une grande simplicité de production, des essais, da réglage et également une plus grande fiabilité de l'interrupteur. L'exécution pratique de 1objet de la présente invention est illustrée par le dessin joint, où est illustrée en coupe la chambre d'explosion en position ouverte, dans laquelle le contact fixe 16 est emmanché dans les contacts 12. Le contact mobile est formé par le piston fixe 2 terminé par le fond 2 Le fond î du piston fixe 2 est placé dans le cylindre 1. Entre ce dernier et la paroi du cylindre se trouve le système de contacts 14. Le fond 2 du piston fixe 2 est pourvu dans son axe des deux côtés de la première et de la seconde cavité cylindrique 8, 2. Le diamètre de ces cavités 8, 2 est supérieur au diamètre de la tige 4, qui est disposée dans leur axe. Perpendiculairement à cet axe sont situés les axes des canaux de passage 5.Ces canaux de passage 5 sont reliés aux ouvertures 20 placées dans la cloison 21 du fond 2 du piston fixe 2. Sur la première frontale 22 de la première cavité cylindrique 8 du fond 2 du piston fixe ssappuie le second clapet 7. Les deux clapets 6, 2 sont reliés par les chevilles 15 placées dans les ouvertures 20 de la cloison 21 du fond 2 du piston fixe 2. Dans l'axe du fond 2 du piston fixe 2 se trouve la tige 49 qui est pourvue dans l'espace 18 du piston d'un second disque Il chanfreiné du coté tourné vers la seconde cavité 2 cylindrique du fond 2 du piston fixe 2. Dans l'espace 17du c7lindre 1 est la tige 4 est pourvue d'un premier disque 11, chanfreiné du caté tourné vers la première cavité cylindrique 8. La tige 4 est solidement reliée au cylindre 1, pourvu de l'ouverture 2 et terminé par le gicleur d'extinction 13; fabriqué en matériau isolant du polytétra- fluoréthylène. Au cours de l'ouverture la commande, non illustrée sur le dessin, agit sur la tige 4. La tige 4 est reliée au cylindre 1 et au cours de son mouvement, le gaz est comprimé dans l'espace 17 du cylindre 1 devant le fond 2 du piston fixe 2. L'espace 17 du cylindre 1 est fermé par le premier clapet 6, s'appuyant sur la surface frontale 22 de la première cavité cylindrique 8. Au contraire le second clapet 7 est ouvert , ce qui fait qu'est ouvert le passage du ga par le canal 2 de l'espace extérieur 19 dans l'espace de la seconde cavité cylindrique 2 devant le second disque li De ce fait il ne nait pas dans cet espace une dépression ni un abaissement non voulu de la vitesse du mouvement;; Après une course donnée, c'est-à-dire, après une course d'avant-compression, la gorge du gicleur d'extinction 13 se dégage du contact fixe 16 et le gaz commence à passer de espace 22 du cylindre par le canal 24 dans le cylindre 1 et par le gicleur d'extinction 13 dans espace extérieur 19, de sorte que l'arc est éteint Dans la phase finale du mouvement de l'ouverture le premier disque 10 est enfoncé dans la première cavité colin drique 8, ce qui produit, dans la première cavité cylindrique 8, une compression du gaz et une force d'amortissement.La course de grandeur de la force d'amortissement est réglable par les- chanfreins profilés des arêts du premier disque 10 et par la distance entre les surfaces cylindriques du premier disque 10 et la première cavité cylindrique 8. Au cours de la fermeture la tige 4 et le piston fixe 2 sa déplacent en sens inverses e Le premier clapet 6 se déplace en seconde position, ce qui ouvre le passage du gaz de l'espace extérieur 12 par le canal 2 et l'ouverture 20 dans l'espace de la première cavité cylindrique 8 devant le premier disque 10.Après le dégagement du premier disque 10 de la première cavité cylindrique 8 et l'emmanchement de la gorge du gicleur d'extinction 13 sur le contact fixe 16, le gaz passe par le canal 2 et l'ouverture 20 dans l'espace 1 du cylindre0 De ce fait il ne nait pas de sous-pression dans l'espace en expansion, ni dans la première cavité cylindrique 8, ni dans l'espace 17 croissant du cylindre et une réduction involontaire de la vitesse du mouvement nesurvient pas. Au cours de la phase finale du mouvement de fermeture le second disque il s'enfonce dans la seconde cavité cylindrique 2.Comme, 'appui sur la seconde surface 23 frontale de la seconde cavité cylindrique 2 ferme le second clapet 1, il apparait, dans la seconde cavité cylindrique 9, une compression du gaz et une force d'amortissement. Lit La courbe -de grandeur de la force d'amortissement au cours de la fermeture est réglable par-les chanfreins profilés sur le second disque 11 et également par la distance entre les surfaces cylindriques du second disque 11 et de la seconde cavité cylindrique 2 Par cette disposition est acquise la capacité de fermeture demandée de mdme que le fonctionnement mécanique rapide de la chambre d'explosion et l'amortissement du mouvement dans les deux positions extrêmes. La chambre d'explosion est réglable sépa- rément à la fonction dynamique du mouvement REVENDICATIONS 1- Chambre d'explosion d'un interrupteur de compression à gaz pour la haute et très haute tension, sur le principe mbnopresslon de l'extinction de l'arc, ayant un contact fixe et un contact mobile avec le gicleur d'extinction, par le c'jlindrereliés axialement à l'aide d'une tige, passant par le fond du piston fixe et pourvu de disques, caractérisé en ce que, le fond (3) du piston (2), qui est disposé dans le cylindre (1) et qui est pourvu sur ses deux faces d'une première et d'une seconde cavité cylindrique (8, 9), dont le diamètre est supérieur au diamètre de la tige (4), disposée dans leur axe est pourvue dans l'espace (17) du cylindre (i) d'un premier disque (10) et dans l'espace (8) du piston fixe (2) d'un second disque (11), cependant que les diamètres de ces deux disques -(10, 11) sont inférieurs aux dlametres des cavités cylindriques (8, 9) afférentes. 2- Chambre d'explosion d'un interrupteur de compression à gaz pour la haute et très haute tension, suivant la revendication 1 s caractérisée en ce que, dans le fond (3) du cylindre fixe (2) se trouve au moins un canal de passage (5), dont l'axe est perpendiculaire à l'axe du fond (3) du piston fixe (4), et qui est relié aux ouvertures (20) disp3sdes dans la cloison (21) du fond (3) du piston fixe (2), dont l'axe est parallèle à l'axe du fond (3) du piston fixe (2). 3- Chambre d'explosion d'un interrupteur de compression à. gaz pour la haute et très haute tension, suivant la revendication 2, caractérisée en ce-que, dans la première cavité cylindrique (8) du fond (3) du piston fixe (4) est disposé un premier clapet (6) et dans la seconde cavité cylindrique (9) du fond (3) du piston fixe (4) est disposé un second clapet (7). 4- Chambre d'explosion d'un interrupteur de compression à gaz pour la haute et très haute tension, suivant la revendication 3, caractérisée en ce que, les deux clapets (6,7) sont reliés par les chevilles (15) placées dans les ouvertures (20) de la cloison (21) du fond (3) du piston fixe (4)e 5- Chambre d'explosion d'un interrupteur de compression à gaz pour la haute et très haute tension, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, les deux disques (io, al) placés sur la tige (4) ont sur leurs faces tournés vers le fond (3) du piston fixe (i) des arêtes chanfreinées0