Brevet FR2590734A1 — publié le 19870529

L'invention concerne un dispositif de mise à la terre rapide pour appareillages électriques d'interruption isolés par un gaz, comprenant une pièce formant piston, qui occupe une première position en service normal et est poussée à une deuxième position par l'onde de pression de gaz créée lorsqu'il se développe un arc dû à une perturbation, le piston étant relié rigidement à une tige de contact, par laquelle il établit, à sa deuxième position, une liaison électriquement conductrice entre une enveloppe de blindage et un conducteur intérieur de l'appareillage d1interruption, le piston étant guidé dans un cylindre disposé directement sur cette enveloppe, en étant orienté radialement par rapport à celLe-ci, Le c8té du cylindre dirigé vers l'enveloppe étant recouvert par un fond percé d'un orifice, la tige de contact étant située dans cet orifice, dans lequel elle est ajustée avec jeu, le piston étant maintenu par un élément de maintien à la première position, où il forme, avec le fond, une chambre qui communique par un canal d'évacuation avec un dispositif de mise à l'échappement, l'élément de maintien étant agencé de manière que le piston, portant la tige de contact, soit libéré lorsqu'une onde de pression de gaz créée par un arc de perturbation établit une différence de pression définie entre les deux côtés du piston. En cas de défaillance de L'isoLation d'appareillages d'interruption isolés par un gaz, il peut se développer des arcs de perturbation. Sous l'effet de l'échauffement du gaz par l'arc, il se produit alors une rapide élévation de la pression à l'intérieur de L'enveloppe de blindage, avec le risque que l'enveloppe éclate. De plus, L'arc risque de transpercer l'enveloppe, ce qui s'accompagne de la sortie de gaz chauds. Comme contre-mesures, on peut envisager la mise en court-circuit de l'arc et l'élimination de la pression. Par le brevet GB-20 11 184, on connaît un dispositif de mise à la terre, pour appareillages d'interruption isolés par un gaz, du type mentionné au début, dans lequel l'onde de pression de gaz créée par l'arc agit à travers un tuyau sur la pièce formant piston. Ce tuyau fait communiquer L'enceinte entourée par L'enveloppe de blindage avec la chambre du cylindre situee du coté du piston éloigné de l'enveloppe. Cette solution est trop coûteuse parce qu'elle demande un tuyau avec deux raccords et parce que ce tuyau comme les raccords doivent être conçus de manière qu'un transpercement ou un éclatement dans la partie concernée du mouvement de fermeture de l'interrupteur de mise à la terre ne puisse se produire en aucun cas. De plus, le temps de fermeture est prolongé par le fait que L'onde de pression de gaz doit parcourir un long trajet à travers Le mince tuyau, comportant, en outre, deux coudes de 90". De pLus, des défauts d'étanchéité risquent de se produire sur les points de raccordement du tuyau. Le brevet DE-25 23 245 décrit des pièces formant piston, portant des tiges de contact, sur des dispositifs de mise à la terre dans des appareillages d'interruption isolés par un gaz et à enveloppe métallique. Le dispositif de mise à La terre rapide décrit dans ce document utilise le principe de L'amenée de la broche de mise à La terre de La position de repos à La position de mise à la terre à L'aide de charges propuLsives. Le brevet DE-32 27 339 décrit également des pièces formant piston sur des dispositifs de mise à ta terre dans des appareillages d'interruption isolés par un gaz et à enveLoppe métallique, mais qui présentent en pLus un dispositif de mise à l'échappement semblabLe à une valve. Dans ce cas, à La différence du dispositif de mise à La terre rapide mentionné au début, le mouvement de fermeture est commandé par une vaLve à impuLsion qui libère le dispositif de mise à L'échappement, provoquant à son tour le mouvement de fermeture. L'invention vise à procurer un dispositif de mise à La terre rapide qui soit de construction simple, réagisse aussi rapidement que possible et présente une faible sensibilité aux perturbations. A cet effet, selon L'invention, le piston et La tige de contact présentent un perçage traversant qui reLie L'enceinte remplie de gaz, entourée par l'enveLoppe, à une chambre située entre le piston et Le côté du cylindre éloigné de L'enveloppe, côté qui est fermé, Le piston s'appLiquant contre ce côté fermé du cylindre à sa première position et La section droite du perçage traversant le piston et la tige de contact étant nettement plus grande que la fente formée par le jeu entre la tige de contact et le bord de l'orifice. Outre la construction simple et la réaction rapide à l'éLévation de la pression, l'invention procure l'avantage que le dispositif est peu sensible aux perturbations, que le tuyau de liaison entre l'enveloppe et le cylindre est supprimé et que l'encombrement du dispositif de mise à la terre est réduit, ce qui se traduit de manière positive sur la grandeur de l'appareillage. D'autres caractéristiques et avantages de L'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une coupe axiale de ce dispositif de mise à la terre selon L'invention, installé sur un appareillage d'interruption. Le dispositif de mise à la terre rapide 4 - hachuré sur le dessin - est bridé sur L'enveloppe de blindage 1 d'un appareillage électrique d'interruption isolé par un gaz. L'enveloppe 1 contient un conducteur intérieur 2 portant un contact 3. Le dispositif de mise à la terre 4 comporte une pièce 6 réalisée à la façon d'un piston et guidée dans un cylindre 5. Ce dernier est fermé du coté éloigné de L'enveloppe 1. Le cte dirigé vers L'enveloppe 1 est recouvert par un fond 9 qui est percé d'un orifice 12. Le piston 6 est relié rigidement à une tige de contact 7, laquelle est avancée à travers l'orifice 12 et finalement engagée dans le contact 3 lorsque le piston 6 est déplacé d'une premiére à une deuxième position. La première position est représentée en trait plein sur le dessin; elle correspond à l'état de service normal de l'appareillage d'interruption. Le piston 6 est maintenu à cette position par un élément de maintien 8, pouvant être constitué par un ressort ou par un système d'encliquetage, par exemple sous forme d'une bille chargée par ressort et s'encliquetant dans un trou. La deuxième position est indiquée en tireté sur le dessin; elle est occupée pour la mise à la terre du conducteur intérieur 2 dans le cas d'une perturbation s'accompagnant d'un arc. Le changement de postion est produit par une éLévation rapide de la pression dans L'enceinte remplie de gaz 14 sous L'action de L'arc. Cette élévation rapide de la pression est immédiatement transmise à la chambre 11, grâce à l'importante section droite du perçage 13 traversant la tige de contact 7 et Le piston 6. Comme l'égalisation des pressions entre L'enceinte 14 et La chambre 15 - située entre Le piston 6 et le fond 9 - s'effectue Lentement, en raison de la fente étroite entre la tige de contact 7 et le bord de L'orifice 12, il s'établit, entre les chambres 11 et 15, une différence de pression qui exerce sur le piston 6 une force en direction du conducteur intérieur 2. L'élément de maintien 8 est conçu de manière qu'il libére le piston 6, portant la tige de contact 7, lorsque cette force est produite.Comme le gaz contenu dans La chambre 15 peut s'échapper à travers Le canaL d'évacuation 16 vers Le dispositif de mise à L'échappement 10, lequel est ouvert, s'ouvre à L'élévation de la pression ou est réalisé comme un espace d'éga Lisation de pression, Le piston 6 et La tige de contact 7 se déplacent sans entraves à La deuxième position, où le conducteur intérieur 2 est relié à L'enveloppe 1 par une Liaison électriquement conductrice formée par le contact 3, la tige de contact 7 et le dispositif de mise à la terre rapide 4. Le conducteur intérieur 2 est donc mis à la terre et l'arc s'éteint. Le dispositif de mise à la terre 4 ne réagit pas à un changement lent de la pression - par exemple au changement de la pression de service par suite de variations de la température -, puisqu'un tel changement est communiqué à travers la fente entre le bord de l'orifice 12 et la tige de contact 7 à la chambre 15. La différence de pression nécessaire ne peut donc pas s'établir entre les chambres 11 et 15. S'il se produit un arc de perturbation, L'enceinte 14 est détendue en partie dans la chambre 11 dont Le volume augmente par le déplacement du piston 6 à sa deuxième position. En cas d'utilisation d'une valve comme dispositif de mise à l'échappement 10, seul le gaz froid se trouvant dans la chambre 15 est expulsé à l'extérieur. La valve doit être conçue et dimensionnée pour qu'elle ne s'ouvre pas sous la pression de service, mais qu'elle s'ouvre immédiatement si la pression monte au-dessus de la plage des pressions de service possibles. Cette pression de déclenchement doit être nettement inférieure à la pression qui s'établit dans le cas d'un arc. Il est avantageux de réaliser le dispositif de mise à l'échappement 10 comme un espace d'égalisation de pression puisque toute sortie de gaz est ainsi évitée. Cependant, cette chambre d'égalisation doit être suffisamment grande pour pouvoir recevoir le gaz contenu dans la chambre 15, sans qu'il se produise une élévation notable de la pression. Une telle disposition évite la réduction de la haute vitesse de fermeture nécessaire du piston 6 avec la tige de contact 7. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mise à la terre rapide pour appareillages éLectriques d'interruption isolés par un gaz, comprenant une pièce formant piston, qui occupe une première position de service normal et est poussée à une deuxième position par l'onde de pression de gaz créée lorsqu'il se développe un arc dû à une perturbation, le piston étant relié rigidement à une tige de contact, par laquelle il établit, à sa deuxième position, une liaison électriquement conductrice entre une enveloppe de blindage et un conducteur intérieur de l'appareillage d'interruption, le piston étant guidé dans un cylindre disposé directement sur cette enveloppe, en étant orienté radialement par rapport à celle-ci, le côté du cylindre dirigé vers l'enveloppe étant recouvert par un fond percé d'un orifice, la tige de contact étant située dans cet orifice, dans lequel elle est ajustée avec jeu, le piston étant maintenu par un élément de maintien à la première position, ob il forme, avec le fond, une chambre qui communique par un canal d'évacuation avec un dispositif de mise à l'échappement, l'élément de maintien étant agence de manière que le piston, portant la tige de contact, soit libéré lorsqu'une onde de pression de gaz créée par un arc de perturbation établit une différence de pression définie entre les deux côtés du piston, caractérisé en ce que le piston (6) et la tige de contact (7) présentent un perçage traversant (13) qui relie L'enceinte (14) remplie de gaz, entourée par L'enveloppe (1), à une chambre (11) située entre le piston (6) et le côté du cylindre (5) éloigné de lXenveloppe (1), côté qui est fermé, que le piston (6) s'applique contre ce côté fermé du cylindre (5) à sa première position et que la section du perçage (13) traversant le piston et la tige de contact (7) est nettement plus grande que la fente formée par le jeu entre la tige de contact (7) et le bord de l'orifice (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de maintien (8) est un ressort. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de maintien (8) est un système d'encliquetage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système d'encliquetage est formé par une bille chargée par ressort et s'encliquetant dans un trou. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que Le dispositif de mise à l'échappement (10) est une valve s'ouvrant sous une pression qui est supérieure à la pression de service de l'appareillage d'interruption mais qui est nettement inférieure à la pression étabLie s'il se produit un arc de perturbation.