Brevet FR2594255A2 — publié le 19870814

FR 2594255 A2 19870814 FR 8601771 A 19860210 Disjoncteur à hexafluorure de soufre fonctionnant dans un environnement a très basse température. Dans la demande de brevet principal, la Demanderesse a décrit un disjoncteur à haute tension comprenant une enceinte étanche dans laquelle est disposé un ensemble fixe comprenant un contact principal et un contact d'arc et un ensemble mobile comprenant un contact principal et un contact d'arc, l'enceinte étant remplie de gaz sous pression constitué au moins partiellement d'hexafluorure de soufre, caractérisé en ce qu'il comprend un condenseur disposé à l'extérieur du disjoncteur, l'intérieur du condenseur étant en communication avec l'intérieur de l'enceinte par au moins une première canalisation assurant un transfert de gaz entre l'intérieur de 11 enceinte et le condenseur et par au moins une seconde canalisation pour transférer le gaz liquéfié dans le condenseur vers l'intérieur de ltenceinte. Divers modes de réalisation ont été décrits dans cette demande de brevet principal ainsi que dans la première demande de certificat d'addition. Dans la présente demande de certificat d'addition, deux autres modes de réalisation sont présentés. Tous ces modes de réalisation visent à recueillir le gaz liquéfié formé pendant les périodes de fermeture ou d'ouverture du disjoncteur dans une zone proche de la zone d'arc, et, au moment de l'ouverture du disjoncteur, à projeter et pulvériser ce liquide à l'aide de gaz SF6 comprimé, sur l'arc. Les deux modes de réalisation de l'invention sont caractérisés en ce que le condenseur comprend une enceinte isolante dans laquelle le gaz liquéfié s'accumule, cette enceinte étant constituée de deux compartiments indépendants séparés par une cloison, la seconde canalisation de transfert étant séparée en deux petites canalisations distinctes communiquant chacune avec un compartiment de l'enceinte isolante. Selon le premier mode de réalisation, une partie du gaz liquéfié quitte un compartiment de l'enceinte isolante par un siphon raccordé à une petite canalisation de transfert et tombe sous son propre poids et à travers un orifice dans un réservoir annulaire placé sous la buse et solidaire de l'ensemble mobile, et l'autre partie du gaz liquéfié quitte l'autre compartiment de l'enceinte isolante par I'atre petite canalisation de transfert 'et s'écoule dans un réservoir annulaire interne au contact principal de l'ensemble fixe. Selon le deuxième mode de réalisation, une partie du gaz ligué- fié quitte un compartiment de l'enceinte isolante par une petite canalisation de transfert et tombe sous son propre poids dans un réser- voir annulaire interne à la buse, et l'autre partie du gaz liquéfié quitte l'autre compartiment de l'enceinte isolante par l'autre petite canalisation de transfert et pénêtre par l'intermédiaire d'un tube dans un réservoir interne au contact d'arc de l'ensemble fixe. Ces deux modes de réalisation sont décrits ci-après à titre d'exemples et en référence aux dessins annexés. La figure 1 montre le premier mode de réalisation. La figure 2 montre le deuxième mode de réalisation. Dan la figure 1, on reconnait ltenveloppe isolante 120 du disjoncteur recouverte par le flasque 121, l'ensemble des contacts fixes comprenant le contact principal tubulaire 172 et le contact d'arc 173 constitué d'une tige fixée par les bras radiaux 174, l'ensemble mobile comprenant le contact principal 180 et le contact d'arc 176. Cet ensemble mobile est enveloppé par un tube externe 178 dont l'extrérnité constitue un para-étincelle 181. Cet ensemble mobile comporte un tube interne 175, muni à son extrémité d'une couronne 179 ajustée dans le tube externe 178, un piston annulaire fixe 184 porté par une tige tubulaire 185, une buse de soufflage isolante 182, et un réservoir annulaire 333 solidaire de la couronne 179 par l'intermédiaire de tiges 334. Le contact principal 180 et le contact d'arc 176 sont portés par la couronne 179. Un espace annulaire 331 est constitué entre le contact principal 180 et la buse 182, et un orifice 332, pratiqué dans la couronne 179, met en communication l'espace annulaire 331 et le réser- voir 333 recouvert par un grillage 341. La couronne 179 comporte également des orifices 337 mettant en communication le réservoir 333 et un espace 336 annulaire interne à la buse isolante 182. Le flasque 121 reçoit un condenseur 300 en forme de cloche muni ou non d'ailettes de refroidissement. Une canalisation de transfert 301 remplit le rôle de la première canalisation assurant un transfert de gaz entre l'intérieur de l'encein- te et le condenseur. Deux petites canalisations de transfert distinctes 302A, 302B, appelées ci-après orifices 302A, 302B, remplissent le rôle de la seconde canalisation transférant le gaz liquéfié du condenseur vers l'intérieur de l'enceinte. Le condenseur renferme une enceinte isolante 310 séparée par une cloison 313, pour constituer deux compartiments égaux ou inégaux 311, 312. Le compartiment 311 est relié à l'orifice 302A par un siphon 303; cet orifice étant prolongé par un tube 304, et le compartiment 312 est en communication directe avec l'orifice 302B Le contact tubulaire 172 comporte une gouttière 340 et un réservoir annulaire 338 constitué par une cloison annulaire. Les traits en tiretés montrent la position de la buse 182 et celle du contact d'arc 176 lorsque le disjoncteur est fermé. Ce disjoncteur fonctionne de la manière suivante Lorsque le disjoncteur est fermé, l'ensemble mobile est en position haute comme représenté en tiretés. Si la température ambiante baisse, par exemple jusqu'à -150C et en dessous, le gaz SF6 se condense dans le condenseur 300. Cette condensation fait chuter légèrement la pression et il y a donc appel de gaz de l'enceinte vers le condenseur à travers la canalisation 301. Le liquide SF6 est stocké dans l'enceinte isolante 310, donc dans les deux compartiments 311, 312. Quand le liquide SF6 atteint un certain niveau, il est transféré du compartiment 311 dans l'espace 331 par l'intermédiaire du siphon 303 de l'orifice 302A et du tube 304, et à travers l'orifice 332 dans le réservoir 333. De même, le liquide SF6 est transféré du compartiment 312 dans le réservoir 338 par l'orifice 302B et par la gouttière 340. Au déclenchement, le liquide SF6 est projeté, par l'effet d'accélération du contact mobile, contre la couronne 179 et entrainé par le gaz SF6 comprimé dans le cylindre vers l'espace interne 336 à travers les orifices 337. Le gaz arrive au niveau du col de la buse 182 sous forme de brouillard. L'action de l'arc fait monter rapidement la pression de ce gaz et ceci facilite grandement la coupure des courants de défaut. Pour obtenir de fines gouttelettes de liquide SF6 au moment du déclenchement, on utilise un grillage fin 341, et pour mieux conserver le liquide SF6 dans le réservoir 333, ce dernier est thermiquement isolé des autres pièces métalliques environnantes. Ce réservoir 333 et ses tiges de fixations 334 peuvent être remplacés par seulement un récipient flexible en accordéon fixé à la couronne 179. Pour obtenir une injection de liquide SF6 plus importante, on peut remplacer le réservoir 333 et les tiges 334 par un réservoir flexible en accordéon et prévoir, au déclenchement, que ce réservoir flexible vienne heurter le piston 184 en fin de course. Dans la figure 22 on reconnait les éléments communs aux deux modes de réalisation, en ce qui concerne l'ensemble fixe, le contact principal 172, le contact d'arc 173 fixé par des bras radiaux 174, en ce qui concerne l'ensemble mobile, le tube externe 178, le tube interne 175 comportent à son extrémité la couronne 179, la tige tubulaire 185 portant le piston fixe 184 la buse de soufflage 182 et le contact d'arc 176, puis en ce qui concerne le condenseur 300 la canalisation de transfert 301, les deux petites canalisations de transfert 302A, 302B, le tube 304, l'enceinte isolante 310 munie de deux compartiments 311, 312. Dans ce mode de réalisation, l'intérieur du contact d'arc 173 constitue un réservoir 317 relié au compartiment 312 de 11 enceinte isolante 310 par l'orifice 302B et par un tube 305. Le haut du réservoir 317 comporte une ouverture 318 qui permet un meilleur contact avec le gaz environnant lors de la vaporisation du liquide SF6. Contrairement au premier mode de réalisation, le contact principal 180 n'est pas installé sur l'ensemble mobile mais sur ltensem- ble fixe, à l'extrémité du contact principal 172, ce contact 180 venant en appui sur un épaulement d'extrémité du tube 178. Dans l'ensemble mobile, le réservoir de liquide est placé à l'intérieur de la buse isolante 182, ce réservoir 320, constitué par une cloison 321, étant en communication avec l'espace libre entre couronne 179 et piston 184, par l'intermédiaire de clapets 177A, cet espace libre étant en communication permanente avec un espace annulaire 336 par l'intermédiaire d'orifices 337. La buse isolante 182 comporte un orifice 322 qui permet d'alimenter le réservoir 320 en liquide SF6. Un grillage fin 323 est placé en haut du réservoir 320 pour favoriser la pulvérisation du liquide SF6. Ce disjoncteur fonctionne de la manière suivante Le liquide SF6 sortant du condenseur par le tube 304 tombe sur la buse 182, traverse l'orifice 322 et entre dans le réservoir 320. Au moment du déclenchement, les clapets 177A permettent, grâce au SF6 comprimé, d'injecter et de pulvériser rapidement le liquide SF6 vers la zone d'arc. Le gaz SF6 comprimé passe d'autre part par les orifices 337. Le liquide SF6 sortant du condenseur par la canalisation 305 tombe dans le tube de contact d'arc 173. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur à haute tension comprenant une enceinte étanche dans laquelle est disposé un ensemble fixe comprenant un contact principal et un contact d'arc et un ensemble mobile comprenant un contact principal et un contact d'arc, l'enceinte étant remplie de gaz sous pression constitué au moins partiellement d'hexafluorure de soufre, comprenant un condenseur disposé à l'extérieur du disjoncteur, l'intérieur du condenseur étant en communication avec l'intérieur de l'enceinte par au moins une première canalisation assurant un transfert de gaz entre l'intérieur de l'enceinte et le condenseur et par au moins une seconde canalisation pour transférer le gaz liquéfié dans le condenseur vers l'intérieur de l'enceinte, selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce que le condenseur (300) comprend une enceinte isolante (310) dans laquelle le gaz liquéfié s'accumule, cette enceinte étant constituée de deux compartiments indépendants (311, 312) séparés par une cloison (313), la seconde canalisation de transfert étant séparée en deux petites canalisations distinctes (302A, 302B) communiquant chacune avec un compartiment de l'enceinte isolante (310). 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du gaz liquéfié quitte un compartiment (311) de l'enceinte isolante (310) par un siphon (303) raccordé à une petite canalisation de transfert (302A) et tombe sous son propre poids et à travers un orifice (332) dans un réservoir annulaire (333) placé sous la buse (182) et solidaire de l'ensemble mobile, et en ce que l'autre partie du gaz liquéfié quitte l'autre compartiment (312) de l'enceinte isolante par l'autre petite canalisation de transfert (302B) et s'écoule dans un réservoir annulaire (338) interne au contact principal (172) de l'ensemble fixe. 3/ Disjoncteur selon la reuendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du gaz liquéfié quitte un compartiment (311) de l'enceinte isolante par une petite canalisation de transfert (302A) et tombe sous son propre poids dans un réservoir annulaire (320) interne à la buse (182), et en ce que l'autre partie du gaz liquéfié quitte l'autre compartiment (312) de l'enceinte isolante par l'autre petite canalisation de transfert (302B) et pénêtre par l'intermédiaire d'un tube (305) dans un réservoir (317) interne au contact d'arc (173) de l'ensemble fixe.