Brevet FR2657459A1 — publié le 19910726

DISJONCTEUR A HAUTE TENSION A RESISTANCE DE FERMETURE La présente invention est relative à un disjoncteur à haute tension à gaz diélectrique sous pression, du type comportant une résistance pouvant être insérée lors de la fermeture du disjoncteur. Un tel disjoncteur a été décrit dans les brevets français n" 79 05478 déposé le 2 mars 1979, n" 80 16222 déposé le 23 juillet 1980 et n" 86 16746 déposé le 2 décembre 1986. Dans les disjoncteurs décrits dans ces documents, la résistance est disposée coaxialement à l'axe de la porcelaine délimitant la chambre de coupure du disjoncteur, de préférence dans un carter prolongeant cette chambre. Les organes permettant l'insertion de la résistance pendant un court instant lors de la phase de fermeture du disjoncteur sont encombrants et lourds. Il en résulte la nécessité de surdimensionner la chambre de coupure ainsi que l'organe de manoeuvre du disjoncteur. Un but de la présente invention est de réaliser un disjoncteur à résistance de fermeture dans lequel le mécanisme d'insertion de la résistance est de volume aussi réduit que possible et de masse très faible, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'accroître le volume de la chambre de coupure ni d'augmenter la puissance de l'organe de manoeuvre du disjoncteur. L'invention a pour objet un disjoncteur à haute tension comprenant pour chaque pôle au moins une chambre de coupure comprenant une enveloppe remplie d'un gaz diélectrique sous pression et à l'intérieur de laquelle sont placés un contact principal fixe et un contact d'arc fixe reliés à une première prise de courant, un contact principal mobile et un contact d'arc mobilee reliés électriquement à une seconde prise de courant et mécaniquement à un organe de manoeuvre, une résistance de fermeture reliée par une première extrémité à ladite première prise de courant, caractérisé en ce que ledit contact permanent fixe est réalisé en deux parties et qu'il comprend un ensemble semi-mobile pouvant effectuer un déplacement vis-à-vis des éléments fixes du disjoncteur entre une première position lorsque le disjoncteur est en position enclenchée et une seconde position lorsque le disjoncteur est en position déclenchée, ledit ensemble comprenant des contacts assurant la liaison électrique des deux parties lorsque ledit ensemble est dans ladite première position et la séparation électrique de ces deux parties lorsqu'il est dans la seconde position, ledit ensemble comprenant des contacts assurant en permanence la liaison électrique entre la seconde extrémité de la résistance et le contact d'arc fixe. Dans un mode particulier de réalisation, ledit ensemble semi-mobile comprend un piston coulissant dans un cylindre et un ressort tendant à pousser le piston dans le sens du déplacement des éléments mobiles du disjoncteur lors d'une opération de déclenchement. Avantageusement,ledit ensemble semi-mobile est solidaire d'un capot pouvant venir au contact d'un capot pare-effluves porté par le contact permanent mobile et destiné à ramener ledit ensemble semi-mobile de la seconde à la première position lors d'une opération d'enclenchement. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention, en regard du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue partielle en demi-coupe axiale de l'intérieur d'une chambre de coupure d'un disjoncteur selon l'invention, représenté en position enclenchée, - la figure 2 est une vue de la même chambre au cours d'une opération de déclenchement, - la figure 3 est une vue de la même chambre en position déclenchée, - la figure 4 est une vue de la même chambre au cours d'une opération de réenclenchement, - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4. Dans les figures, la référence 1 désigne une enveloppe étanche en porcelaine, délimitant un pôle du disjoncteur, et à l'intérieur de laquelle est placé un gaz à bonnes propriétés diélectriques, tel que l'hexafluorure de soufre, sous une pression de quelques bars. Le disjoncteur comporte un ensemble fixe comprenant un contact principal fixe, en deux parties tubulaires 2A et 2B séparées par un ensemble semi-mobile qui sera décrit plus loin, un contact d'arc fixe 3 sous forme d'un tube prolongé d'un côté par une portion 3A en alliage résistant aux effets de l'arc et de l'autre côté par une portion 3B coopérant avec l'ensemble semi-mobile. Les tubes 2B et 3 sont avantageusement réalisés dans une même pièce métallique et sont reliés par une portion 4 en forme de couronne et munis d'ouvertures 4A. Cette pièce est fixée au tube 2A par des bras 5 en matériau isolant. L'ensemble fixe comprend en outre une enveloppe cylindrique 6 en matériau isolant à l'intérieur de laquelle est placée la résistance de fermeture, sous la forme de pastilles 7. L'ensemble fixe comprend enfin un piston fixe 10 disposé dans un cylindre mobile. Le tube 2A et une extrémité de la résistance 7 sont reliés à une première prise de courant du disjoncteur, non représentée. L'ensemble mobile du disjoncteur comprend un tube métallique 12 prolongé par des doigts de contact 12 A constituant le contact permanent mobile et coopérant avec le tube 2B et un tube 13 prolongé par des doigts de contact 13A constituant le contact d'arc mobile et coopérant avec le tube 3A. Les tubes 12 et 13, sont réalisés de préférence dans une même pièce métallique et sont réunis par une portion annulaire 15 munie de passages 16. Les tubes 12 et 13 définissent un volume de section annulaire constituant le cylindre de soufflage mobile dont il a été fait mention plus haut. Les doigts 12A sont protégés par un capot pare-effluves 14. A la portion annulaire 15 est fixée une buse de soufflage 17 en matériau isolant. Les tubes 12 et 13 sont reliés mécaniquement à une tringle de manoeuvre, non représentée, et électriquement, à une seconde prise de courant, non représentée, du disjoncteur. L'ensemble semi-mobile comprend une pièce support 20 métallique pouvant se déplacer sous l'action d'un ressort 22 s'appuyant d'une part sur cette pièce 20, d'autre part sur l'extrémité de l'enveloppe cylindrique 6 contenant la résistance de fermeture. La pièce 20 possède une portion 20A constituant un piston se déplaçant à l'intérieur d'un cylindre 6A prolongeant l'enveloppe 6; la course de la pièce 20 est limitée par une butée 6B à l'extrémité du cylindre 6A. La pièce 6 sert de support à un tube 23 terminé par un premier jeu de doigts de contact 23A coopérant avec le tube 3B et à un second jeu de doigts de contact 24 coopérant avec le tube 2A. Les doigts 23 et 24 sont reliés par des bras métalliques 27 s'engageant entre les bras isolants 5. Les bras 27 servent de support à un capot 26, en matériau isolant, pouvant venir en contact avec le capot 14 pour assurer le déplacement de l'ensemble semi-mobile contre l'action du ressort 22 lors d'une manoeuvre d'enclenchement. La résistance 7 est reliée électriquement à un un jeu de doigts de contact 25 coopérant avec le tube 23. Le fonctionnement du disjoncteur est le suivant: - en position enclenchée (position de la figure 1), le courant permanent traverse le tube 2A, les doigts 24, la pièce annulaire 27, les contacts 23A, le tube 3 B, la pièce annulaire 4, le tube 2B, les doigts 12A et le tube 12. à à l'ouverture du disjoncteur, la tringle de manoeuvre tire l'équipage mobile vers la droite de la figure. Les contacts principaux 2B et 12 se séparent et le courant passe alors dans les contacts d'arc 3A et 13A. A la séparation des contacts d'arc, (figure 2), un arc 50 jaillit entre ces derniers. On notera que l'ensemble semi-mobile ne s'est déplacé que très peu, malgré l'action du ressort 22, en raison de l'effet de succion produit sur le piston 20A dans le cylindre 6A. Le piston 10 injecte du gaz sur l'arc , à travers les orifices 16 et la buse 17. L'arc est soufflé au premier passage par zéro du courant. En fin de manoeuvre de déclenchement, l'ensemble semi-mobile achève son mouvement, ce qui a pour effet que les doigts de contacts 24 quittent le tube 2A. Toutefois les doigts 25 restent en contact avec le tube 23. La position relative des divers éléments du disjoncteur en position déclenchée sont représentés dans la figure 3. - lors d'une manoeuvre d'enclenchement, dont le début est représenté dans la figure 4, l'équipage mobile est déplacé vers la gauche de la figure sous l'action de l'organe de manoeuvre du disjoncteur. Les contacts d'arc 3A et 13A viennent en contact, ce qui a pour effet d'insérer la résistance 7 puisqu'il y a alors continuité électrique du chemin constitué par le tube 13, les doigts 13A le tube 3A, le tube 3, le tube 3B, les doigts 23A, le tube 23 et les doigts 25 reliés à la résistance 7; dès la mise en contact des contacts d'arc 3A et 13A, le capot 14 vient repousser le capot 26 qui entraîne l'ensemble semi-mobile contre l'action du ressort; dès que les doigts de contact atteignent le tube 2A, la résistance 7 est court-circuitée. Le disjoncteur de l'invention permet bien une insertion de résistance, pendant un court instant à la fermeture de l'appareil. On voit que les dispositions adoptées sont peu encombrantes; en particulier, elles ne nécessitent pas d'augmenter le diamètre de la chambre de coupure; quant à son allongement, il est très réduit puisque les divers contacts utilisés s'emboîtent les uns dans les autres. La masse ajoutée à l'équipage mobile est très faible, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'accroître la puissance de l'organe de manoeuvre du disjoncteur. L'invention trouve une application intéressante dans la réalisation de disjoncteur à haute et très haute tension. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur à haute tension comprenant pour chaque pôle au moins une chambre de coupure comprenant une enveloppe remplie d'un gaz diélectrique sous pression et à l'intérieur de laquelle sont placés un contact principal fixe et un contact d'arc fixe reliés à une première prise de courant, un contact principal mobile et un contact d'arc mobile reliés électriquement à une seconde prise de courant et mécaniquement à un organe de manoeuvre, une résistance de fermeture reliée par une première extrémité à ladite première prise de courant, caractérisé en ce que ledit contact permanent fixe est réalisé en deux parties (2A, 2B) et qu'il comprend un ensemble semi-mobile (20) pouvant effectuer un déplacement vis-à-vis des éléments fixes du disjoncteur entre une première position lorsque le disjoncteur est en position enclenchée et une seconde position lorsque le disjoncteur est en position déclenchée, ledit ensemble comprenant des contacts (24, 23A) assurant la liaison électrique des deux parties lorsque ledit ensemble est dans ladite première position et la séparation électrique de ces deux parties lorsqu'il est dans la seconde position, ledit ensemble comprenant des contacts (25) assurant en permanence la liaison électrique entre la seconde extrémité de la résistance (7) et le contact d'arc fixe. 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble semi-mobile comprend un piston (20A) coulissant dans un cylindre (6A) et un ressort (22) tendant à pousser le piston dans le sens du déplacement des éléments mobiles du disjoncteur lors d'une opération de déclenchement. 3/Disjoncteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit ensemble semi-mobile est solidaire d'un capot (26) pouvant venir au contact d'un capot pare-effluves porté par le contact permanent mobile et destiné à ramener ledit ensemble semi-mobile de la seconde à la première position lors d'une opération d'enclenchement.