Brevet FR2640420A2 — publié le 19900615

FR 2640420 A2 19900615 FR 8816138 A 19881208 Disjoncteur à haute tension ê faible énergie de manoeuvre Dans la demande de brevet principal, la Demanderesse a décrit un disjoncteur â haute tension à gaz diélectrique sous pression, du type comprenant au moins une chambre de coupure comportant une enveloppe isolante remplie dudit gaz à l'intérieur de laquelle sont placés un ensemble comportant un contact principal fixe et un contact d'arc fixe, un ensemble mobile comportant notamment un contact principal mobile et un contact d'arc mobile, la chambre de coupure comportant en outre un cylindre de soufflage débouchant dans une buse de soufflage et une paire de contacts secondaires, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour assurer une pression basse dans ladite cylindre de soufflage lors de l'ouverture du disjoncteur parcouru par un faible courant. La figure 1 annexé au présent mémoire est la reproduction de la figure 1 du brevet principal. Selon un mode préféré de réalisation, décrit dans le brevet principal, ledit cylindre (5) de soufflage est délimitée par un premier cylindre constituant le contact d'arc mobile, un second cylindre (7) constituant le contact principal fixe et un piston fixe (14), lesdits moyens étant constitués par des orifices tel6) pratiqués à travers ledit piston et mettant en communication l'intérieur de la chambre de coupure avec l'extérieur de cette chambre, lesdits orifices étant obturable par un piston (22) de fermeture s'appliquant sur lesdits orifices sous l'action d'un ressort lié à 11 ensemble fixe. Avantageusement, comme indiqué au brevet principal, le tube (5) constituant le contact d'arc mobile et un tube (15) lié à l'ensemble fixe et concentrique au tube précité délimitent, de l'autre côté du piston (14) fermant le cylindre de soufflage, un volume (35) variable fermé d'un côté par ledit piston de fermeture (22) et de l'autre par un piston annulaire d'extrémité (42) lié au tube (5) constituant le contact d'arc mobile et glissant le long dudit tube (15) lié à l'ensemble fixe, ledit volume enfermant lesdits contacts secondaires, un premier contact secondaire (30) étant solidaire dudit tube (15) lié à l'ensemble fixe, le second contact secondaire (31) étant entraîné par le tube (5) constituant le contact d'arc mobile. Un but de la présente invention est de doter le disjoncteur du brevet principal d'un moyen pour allonger l'arc secondaire ce qui a pour effet d'une part de réchauffer plus rapidement le volume thermique et de recueillir davantage d'énergie motrice et d'autre part de réduire l'usure des contacts secondaires. Un autre but de l'invention est de doter le disjoncteur du brevet principal d'un moyen pour canaliser l'arc secondaire de manière à favoriser son extinction ultérieure. Selon l'invention, le premier but est atteint en entourant l'un des contacts secondaires par une bobine parcourue par le courant de l'arc secondaire. Selon l'invention le deuxième but est atteint en chemisant ledit volume entourant lesdits contacts secondaires au moyen de tubes isolants. L'invention sera bien comprise par la description donnée ci-après d'un mode préféré de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue partielle en demi-coupe axiale de la chambre de coupure d'un disjoncteur, selon le brevet principal, en cours de manoeuvre d'ouverture, - la figure 2 est une vue similaire du disjoncteur muni des moyens additionnels de la présente invention La figure 1 montre une chambre de coupure comprenant une enveloppe 1, en matériau isolant tel que le céramique, remplie d'un gaz diélectrique tel que lthéxafluorure de soufre sous une pression de quelques bars.A l'intérieur de l'enveloppe, on trouve un ensemble comprenant un contact principal fixe formé de doigts de contacts 2 protégés par un capot pare-effluves 3 et un contact d'arc formé d'un tube métallique 4 terminé par une extrémité 4A en alliage résistant aux effets de l'arc. L'équipage mobile comprend un tube 5, métallique, servant de contact d'arc mobile, terminé par un embout 5A en alliage résistant aux effets de l'arc. Le tube 5 est entratné par un tube métallique 6, par exemple en aluminium, fixé à une tige de manoeuvre non représentée. Les tubes 5 et 6 ne sont pas fixés l'un à l'autre ; au contraire, un certain débattement entre eux est possible ; l'entrainement se fait grâce à deux redans 5B et 6B des tubes 5 et 6. Le débattement est limité par une butée 6C Un tube métallique 7, concentrique au tube 5, sert de contact principal mobile. il porte une buse de soufflage 8 en matériau isolant. Il est en contact électrique avec un bloc métallique 9, en aluminium par exemple, solidaire de l'équipage fixe, par des doigts de contact 10. Le tube 5 et le tube 7 sont solidarisés par une couronne isolante 12, percée de trous 12A. Le volume 20 délimité par les tubes 5 et 7 est fermé par un piston fixe 14, en matériau isolant tel que le polytétrafluoroéthy- le ne ou autres matériaux maintenu en place par un tube métallique 15 fixé au bloc 9. On désigne par 20 le volume délimité par les tubes 5 et 7, la couronne 12 et le piston 14. Ce volume constitue le cylindre de soufflage du disjoncteur. Le piston 14 est percé d'orifices 16 et comprend un clapet 17 n'autorisant le passage du gaz que de l'extérieur vers l'intérieur du volume 20. Le piston 14 comprend un joint d'étanchéité 18 et un guidage 19. Les orifices 16 du piston 14 peuvent être obstrués par un piston annulaire 22, pouvant glisser dans l'espace annulaire constitué par le tube 5 et un prolongement cylindrique 23, percé de trous 23A, du piston 14. Le piston annulaire 22 est poussé contre les orifices 16 par un ressort 24 s'appuyant contre une partie solidaire du tube fixe 15. L'étanchéité du piston est assurée par des joints 26 et 27. Une paire de contact auxiliaire comprend : - un contact tubulaire fixe 30, muni d'une extrémité 30A en matériau résistant à l'arc, et fixé au tube 15, - un contact tubulaire 31, muni d'une extrémité d'usure 31A, fixé à un bloc de guidage en matériau isolant 32, et muni de contacts glissants 37B coopérant avec le tube 5. Le bloc isolant est guidé dans l'espace annulaire compris entre les tubes 5 et 15 grâce à une portion 32A venant en appui contre le tube 15. Cette portion est munie d'orifices 33 pour permettre le libre passage du gaz dans le volume 35 compris entre le tube 15 et les pièces 31, 32 et 42. La pièce isolante 32 est munie d'un système d'encliquetage, par exemple à billes 36 et ressorts 37, coopérant avec des gorges. Le fonctionnement de ce disjoncteur a été décrit dans la demande de brevet principal. La figure 2 représente une chambre de coupure d'un disjoncteur selon la présente addition. Les éléments communs aux figures 1 et 2 ont repu les mêmes numéros de référence. Selon l'invention, l'un des contacts secondaires, ici le contact 30, 30A, est entourée par une bobine électrique 80, de forme torique ; une extrémité de cette bobine est électriquement reliée au contact 30 ; l'autre extrémité est reliée électriquement au tube 15. La bobine est fixée à un bloc isolant 81 solidaire du tube 15. Le courant traversant la bobine produit un champ magnétique tendant à faire tourner l'arc sur les extrémités 30A, 31A des contacts secondaires. De la sorte, l'arc balaye le volume 35 plus rapidement et l'échauffe dans son ensemble, ce qui accroît l'énergie thermique du volume 35 et augmente corrélativement l'énergie apportée au déplacement de l'équipage mobile du disjoncteur. Cette disposition assure également une moindre usure des extrémités 30A, 31A des contacts secondaires, car la racine de l'arc ne se maintient pas en un même point. Selon une autre caractéristique de l'invention, des tubes isolants tels que le tube 82 et le tube 83 sont placé. dans le volume thermique 35, coaxialement aux contact secondaires 30 et 31, de manière à canaliser l'arc Le tube 82 est usiné dans le bloc isolant 81 auquel est fixé la bobine 80. Des orifices tels que 84 dans le bloc 83 assurent la communication entre les diverses parties du volume 35. Bien entendu, il peut n'y avoir qu'un seul des tubes 82 et 83. Cette canalisation de l'arc permet une plus grande homogénéité de l'arc, ce qui favorise son extinction ultérieure. L'invention s'applique principalement aux disjoncteurs à haute tension à hexafluorure de soufre sous pression, mais également aux disjoncteurs moyenne tension. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur à haute tension à gaz diélectrique sous pression, du type comprenant au moins une chambre de coupure comportant une enveloppe isolante remplie dudit gaz à l'intérieur de laquelle sont placés un ensemble comportant un contact principal fixe (2) et un contact d'arc fixe (4), un ensemble mobile comportant notamment un contact principal mobile (7) et un contact d'arc mobile (5), la chambre de coupure comportant en outre un cylindre de soufflage débouchant dans une buse de soufflage et une paire de contacts secondaires, ledit disjoncteur comprenant des moyens (16, 22, 24) pour assurer une pression basse dans ledit cylindre de soufflage (20) lors de l'ouverture du disjoncteur parcouru par un faible courant, ledit cylindre de soufflage étant délimité par un premier cylindre (5) constituant le contact d'arc mobile, un second cylindre (7) constituant le contact principal fixe et un piston fixe (14), les dits moyens étant constitués par des orifices (16) pratiqués à travers le dit piston et mettant en communication l'intérieur de la chambre de coupure avec l'extérieur de cette chambre, lesdits orifices étant obturable par un piston (22) de fermeture s'appliquant sur lesdits orifices sous l'action d'un ressort lié à l'ensemble fixe, le tube (5) constituant le contact d'arc mobile et un tube (15) lié à l'ensemble fixe et concentrique au tube précité délimitent, de l'autre côté du piston (14) fermant le cylindre de soufflage, un volume (35) variable fermé d'un côté par le dit piston de fermeture (22) et de l'autre par un piston annulaire d'extrémité (42) lié au tube (5) constituant le contact d'arc mobile et glissant le long dudit tube (15) lié à 11 ensemble fixe, ledit volume enfermant les dits contacts secondaires, un premier contact secondaire (30) étant solidaire dudit tube (15) lié à l'ensemble fixe, le second contact secondaire (31) étant entratné par le tube (5) constituant le contact d'arc mobile, selon la revendication 3 du brevet principal, caractérisé en ce que l'un des contacts secondaires est entouré par une bobine (80) traversé par le courant de l'arc secondaire. 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un tube isolant (82, 83) chemisant le volume (35) entourant les contacts secondaires 30, 31).