Brevet FR2676317A1 — publié le 19921113

Appareil d'extinction d'arc pour disjoncteurs L'invention concerne un appareil d'extinction d'arc pour disjoncteurs, reposant sur la construction d'une chambre avec des plaques. L'appareil comprend un espace d'extinction dans lequel chaque phase a un contact fixe et un contact à couteau pouvant pivoter par rapport à celui-ci, et qui a une chambre d'extinction dans le corps en matière isolante de laquelle, des plaques d'extinction sont disposes espaces les unes par rapport Baux autres de façon à suivre successivement la trajectoire du mouvement d'ouverture du contact à couteau. L'installation d'extinction d'arc conforme à l'invention convient particulièrement pour utilisation sur disjoncteurs moyenne tension isolés SF6. Une construction de base du type decrit ci-dessus est connue d'après, par exemple, le précédent disjoncteur du demandeur du type OETL 250 ... 3150 (les chiffres correspondent aux valeurs en Ampères), ou les plaques d'extinction sont disposes suivant un arc circulaire sensiblement perpendiculaire à la tangente de la trajectoire du contact à couteau. Un autre appareil d'extinction sur la base de la construction d'une chambre avec des plaques est connu par le brevet européen 0 157 242. Dans cet appareil, un contact fixe et une chambre d'extinction sont disposes sur une barre omnibus. Les plaques d'extinction de la chambre d'extinction sont disposés dans le chambre parallèlement à la tangente du point de départ de la trajectoire du contact à couteau et espaces les unes par rapport aux autres, et de plus superposées avec un chevauchement de telle sorte que la distance entre le contact à couteau mobile et les plaques d'extinction augmente au fur et à mesure du mouvement d'ouverture du contact à couteau. L'avantage des installations d'extinction du type décrit ci-dessus, reposant sur a construction d'une chambre avec des plaques, est que l'opération réelle de sectionnement s'effectue avec peu d'énergie. Cependant, on a constaté que le problème avec cet appareil est que l'arc produira une couche de suie sur l'ossature de support des plaques d'extinction en matière isolante, 5 et cette couche de suie rendra l'ossature de support conductrice entre les plaques d'extinction. Par suite, la capacite de coupure de l'appareil de sectionnement est fortement affaiblie. L'objet de la présente invention est de résoudre ce problème et de réaliser un appareil d'extinction d'arc grâce auquel la capacité de coupure d'un disjoncteur sur la base du principe d'une chambre avec des plaques puisse être considérablement meilleure qu'auparavant. On y parvient avec l'appareil de l'invention, qui se caracterise en ce que des moyens d'arrêt sont disposés entre les extrémités des plaques d'extinction du côte du contact à couteau et le corps, ces moyens d'arrêt empêchant le contact direct avec le corps au moins dans les espaces entre les plaques d'extinction. L'ide de base de l'invention est d'introduire entre les extrémités des plaques d'extinction du côte du contact à couteau èt l'ossature de support des plaques d'extinction (corps de la chambre d'extinction), qui est en matière isolante, des moyens empêchant le contact direct avec le corps au moins entre les plaques d'extinction, ce qui empêche le passage de l'arc à l'ossature de support ou à proximite de celle-ci. Ce moyen peut 2' dgalement être place sur la plaque d'extinction la plus haute et sous la plaque d'extinction la plus basse. La capacité de coupure améliorée obtenue en raison de l'invention signifie que la coupure réussira avec des courants nettement supérieurs à ceux d'avant, ou, donc qu'avec les mêmes aleurs de courant, un nombre de coupures nettement superieur à celui d'avant est réalisé. Conformément à deux réalisations avantageuses de l'invention, les moyens d'arrêt sont constitues par des nervures ou gradins faits sur les plaques d'extinction. Ainsi on evite d'utiliser des éléments d'arrêt séparés, et les moyens d'arrêt sont faciles à fabriquer par exemple par de'coupage à la presse des plaques d'extinction. L'invention sera expliquée plus en détails ci-après, en se référant aux exemples des plans d'accompagnement, où: La Figure la est une vue latérale d'un appareil conforme à une première réalisation de l'invention. La Figure lb est une vue d'un appareil conforme à la Figure la prise sur la ligne I-I de la Figure la et sans les plaques d'extinction les plus hautes. La Figure 2a est une vue latérale d'un appareil conforme à une autre réalisation de l'invention. La Figure 2b est une vue d'un appareil conforme à la Figure 2a prise sur la ligne II-II de la Figure 2a et sans les plaques d'extinction les plus hautes. La Figure 3a est une vue laterale d'un appareil conforme à une troisième réalisation de l'invention. La Figure 3b est une vue d'un appareil conforme à la Figure 3a prise sur la ligne III-III de la Figure 3a et sans les plaques d'extinction les plus hautes, et La Figure 4 est une vue de dessus d'une plaque d'extinction conforme à une variante de réalisation. Les Figures la et lb montrent un appareil d'extinction conforme à une première réalisation de l'invention. Dans cet appareil, un disjoncteur est dispose dans un espace d'extinction avec un bottier étanche au gaz (non représenté), le disjoncteur comprenant un contact fixe li relie à un premier élément 1 du trajet du courant, et un contact à couteau mobile 12 relie à un second élément 2 du trajet du courant en le faisant pivoter au moyen d'un axe d'articulation 3. Le contact à couteau est guide par un moyen de guidage connu (non représenté) entre une position fermée et une position ouverte. A la Figure la, le contact à couteau a été représenté en position ferme où son extremite 12c touche le contact fixe 11.Le contact à couteau comprend deux couteaux parallèles 12a et 12b (Figure lb) qui sont comprimes l'un contre l'autre au moyen de ressorts 17 pour produire une force de contact appropriee sur les surfaces de contact. Pour améliorer la capacite de coupure, l'espace d'extinction 10 est rempli d'un milieu extincteur et isolant d'une manière connue, ce milieu etant utilement de l'hexafluorure de soufre (SF6) ou un mélange de celui-ci. Une chambre d'extinction 13 est fixee au contact fixe 11, cette chambre etant composée d'un corps 15 fait de matière isolante, comme du plastique, et de plaques d'extinction 14 portées par celui-ci et sensiblement parallèles et espacees les unes par rapport aux autres. Dans ce cas typique, il y a six plaques d'extinction en une matière adaptée à cet effet, comme des plaques d'acier avec revêtement (zinguees). Le corps 15 de la chambre d'extinction comprend, conformement à l'invention, une partie inferieure 15a fixée au contact fixe et une barre de fixation 15b disposée obliquement vers le haut, barre sur laquelle sont fixes les plaques d'extinction 14 de telle sorte que chaque plaque d'extinction soit disposée à son extrémité face au corps des deux côtés de la barre de fixation 15b. Lorsque le disjoncteur s'ouvre, l'extremite du contact à couteau suit une trajectoire ayant la forme d'un arc circulaire, ce qui a été indique par un trait discontinu P. Des gorges 16 (Figure lb) sont formees aux extrémités des plaques d'extinction 14 du côte du contact à couteau, et des pattes 16' sont formes sur chaque plaque d'extinction. L'extrémité du contact à couteau passe dans 1 'espace constitue par la gorge et se déplace dans cet espace lors de son mouvement.La distance de ltextrémité du contact à couteau du bord avant 16a de la gorge est environ égale à sa distance des pattes latérales 16b de la gorge, et les plaques successives 14 sont disposées par rapport à la trajectoire du mouvement d'ouverture de telle sorte que la distance de l'extrémité du contact à couteau par rapport aux plaques d'extinction reste la même lors du mouvement d'ouverture. Grâce aux gorges dans les bords avant des plaques d'extinction, le contrôle de l'arc peut être amélioré. L'utilisation de ces gorges à cet effet est connue. Au fur et à mesure que le contact à couteau se détache du contact fixe, un arc est immediatement engendre entre eux. Tandis que le mouvement d'ouverture se poursuit, l'arc est divise de telle sorte que des points de base sont engendrés également sur les plaques d'extinction. Afin d'assurer que l'arc continue de brûler entre les plaques d'extinction 14 et ne puisse déposer de la suie sur le corps 15, des nervures transversales 20 sont formes sur les plaques d'extinction, ces nervures empêchant le contact direct avec le corps 15 dans les espaces 22 entre les plaques d'extinction.Afin d'empêcher le contact direct (optique), les nervures ont au moins partiellement e'te disposes avec un chevauchement, et la hauteur de chaque nervure est au moins égale à la distance entre les plaques, Outre le fait que les nervures empêchent le passage de l'arc à proximite du corps 15, elles empêchent également la propagation du rayonnement thermique jusqu'au corps. Un appareil conforme à une autre réalisation de l'invention a été représenté aux Figures 2a et 2b. Dans ce cas, la construction est la même, mais les nervures sur les plaques d'extinction ont été remplacées par des chicanes transversales 21a et 21b, qui sont disposées sur la surface inférieure et supérieure de chaque plaque d'extinction respectivement. Les chicanes 21a et 21b sur les surfaces superieure et inférieure sont déplacées dans le sens longitudinal de la plaque d'extinction à des positions differentes, et ainsi les chicanes sur la surface supérieure de la plaque d'extinction inférieure et sur la surface inférieure de la plaque d'extinction supérieure ensemble empêchent le contact direct avec le corps 15 dans chaque espace intermédiaire 22. La hauteur des chicanes dans le même espace intermédiaire est donc plus petite que la distance entre les plaques d'extinction, mais leur hauteur totale est au moins égale à la distance entre les plaques. Les Figures 3a et 3b montrent un appareil conforme à une troisième réalisation de l'invention. La construction est toujours la même, sauf que les nervures ou les chicanes ont dans ce cas e'te remplacées par des gradins 31 prévues sur les plaques d'extinction, ces gradins etant déplacés dans le sens longitudinal des plaques d'extinction pour se chevaucher. Afin d'empêcher le contact direct avec le corps 15 dans l'espace intermédiaire 22, la hauteur de chaque gradin dans ce cas est au moins egale à la distance entre les plaques d'extinction. Les nervures, les chicanes, les gradins ou autres mentionnés ci-dessus ne doivent pas necessairement être disposes directement dans le sens transversal des plaques d'extinction comme stipule ci-dessus, mais ils peuvent avoir la forme indiquée par exemple à la Figure 4 de façon à aller du bord d'attaque d'une patte 16' autour de la gorge 16 sur la plaque d'extinction au bord d'attaque de la patte oppose 16', et ainsi ils empêchent également le soufflage de l'arc sur les côtes de la chambre d'extinction, ce qui pourrait provoquer une décharge disruptive entre les phases ou à la terre. Egalement, puisque les moyens d'arrêt dans ce cas assurent une meilleure protection dans le sens latéral, le corps de la chambre d'extinction n'a pas besoin d'être dispose au centre.Ainsi, dans l'exemple de la Figure 4, le corps est constitue d'une manière connue par des parois laterales séparées 41 entre lesquelles les plaques d'extinction sont fixes. Les moyens d'arrêt qui dans cet exemple ont e'te presentes sous forme d'une nervure ayant la section transversale d'un arc circulaire, sont notés par le n de référence 42. Cependant, si une protection complémentaire n'est pas nécessaire sur les côtes de la chambre d'extinction, la fixation des plaques d'extinction conformément aux exemples des Figures la - 3b sur un corps constitue d'une seule pièce uniquement est avantageuse en ce qu'elle autorise un moyen d'arrêt plus simple (droit). Même si l'invention a ete expliquée dans ce qui précède en se refe'rant à un exemple conforme au plan d'accompagnement, il est evident que l'invention ne s'y limite pas, mais peut être modifiee de maintes façons dans le cadre du concept inventif révélé dans les revendications ci-jointes. Par exemple, les plaques d'extinction ne sont pas necessairement parallèles, et toutes n'ont pas à être disposées à la même distance de l'extrémité du contact à couteau. La forme et le nombre des nervures peuvent varier selon la disposition des plaques d'extinction les unes par rapport aux autres : les nervures peuvent, par exemple, avoir la forme d'un arc circulaire et être alignes verticalement. Les nervures peuvent également remplacer les chicanes de telle sorte qu'il y ait une nervure correspondant à une chicane sur la surface inférieure et supérieure de chaque plaque. Les chicanes peuvent en principe également être remplacées par une toile métallique d'arrêt, mais ce n'est pas un système aussi sûr qu'une chicane. Cependant, le blocage d'un contact direct avec le corps doit s'interpréter comme englobant également les systèmes à base de toiles métalliques d'arrêt. Même si l'installation d'extinction d'arc selon l'invention convient pour utilisation particulièrement en liaison avec des disjoncteurs moyenne tension (dans la plage de tension 1 kv à environ 36 kV), le même principe peut également être applique dans les plages basse et haute tensions. Revendications 1. Un appareil d'extinction d'arc pour disjoncteurs, comprenant un espace d'extinction (10) dans lequel chaque phase a un contact fixe (11) et un contact à couteau (12) pouvant pivoter par rapport à celui-ci, et qui a une chambre d'extinction (13), dans le corps (15) fait de matière isolante de laquelle sont disposés des plaques d'extinction (14) espaces les unes par rapport aux autres de façon à suivre successivement la trajectoire (P) du mouvement d'ouverture du contact à couteau (12), caractérise en ce que des moyens d'arrêt (20, 21a, 21b, 31, 42) sont disposes entre les extremités des plaques d'extinction (14) du côte du contact à couteau (12) et le corps (15), ces moyens d'arrêt empêchant le contact direct avec le corps (15) au moins dans les espaces (22) entre les plaques d'extinction (14). 2. Un appareil suivant revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt sont constitues par des nervures (20) formes sur les plaques d'extinction (14). 3. Un appareil suivant revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt sont constitués par des gradins (31) formes sur les plaques d'extinction (14). 4. Un appareil suivant revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt sont constitues par des chicanes (21a, 21b) montes sur les plaques d'extinction (14). 5. Un appareil suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les plaques d'extinction (14) sont fixées à une barre de fixation (15b) du corps de telle sorte que chaque plaque d'extinction soit disposée de son côte face au corps sur les deux côtes de la barre de fixation (15b). 6. Un appareil suivant l'une des revendications 1 à 5, où l'extrémité (12c) du contact à couteau (12) se deplace dans une gorge (16) formée dans les plaques d'extinction (14), caractérisé en ce que les moyens d'arrêt (42) sont disposes autour de la gorge.