Brevet FR2695249A1 — publié le 19940304

DISJONCTEUR HAUTE OU MOYENNE TENSION A SOUFFLAGE AXIAL La présente invention se rapporte à un disjoncteur haute ou moyenne tension à soufflage axial. Plus précisément, elle concerne un disjoncteur à gaz de soufflage pour haute ou moyenne tension, comprenant une enveloppe cylindrique remplie de gaz diélectrique sous pression, un contact d'arc fixe et un équipage mobile relié à une tringle de manoeuvre et comprenant un cylindre de soufflage et coopérant avec un piston, et un contact d'arc mobile porté par une pièce tubulaire. Dans les disjoncteurs connus, la pièce tubulaire est intérieure au cylindre de soufflage, le piston est annulaire et pousse le gaz de soufflage dans le volume compris entre la pièce tubulaire et le cylindre de soufflage, à l'extérieur de ladite pièce tubulaire. Dans le cas de grands courants, des problèmes de freinage du piston apparaissent. Afin de couper de petits courants, il est connu de disposer un aimant entraînant une rotation de l'arc mais de telles pièces se démagnétisent et posent des problèmes de fiabilité. L'invention se propose de résoudre ces problèmes, le disjoncteur conforme à l'invention nécessitant peu d'énergie de manoeuvre, et pour ce faire, le gaz de soufflage comprimé par le piston dans le cylindre de soufflage, lors du début de l'ouverture du disjoncteur, s'écoule à l'intérieur de la pièce tubulaire en direction des contacts d'arc. Selon un mode de réalisation préféré, la pièce tubulaire prolonge le cylindre de soufflage de section supérieure et le piston est cylindrique, semi-mobile à l'intérieur du cylindre de soufflage et de longueur inférieure à celle du cylindre de soufflage. Avantageusement, le piston est commandé par une tringle de manoeuvre par l'intermédiaire d'un ressort dont une extrémité est en appui contre le fond du piston et dont l'autre extrémité est en prise avec la tringle de manoeuvre. Afin de canaliser le gaz de soufflage selon une section relativement petite, la pièce tubulaire comporte un cylindre plein intérieur coaxial de section inférieure à sa section interne. Afin de diriger le flux de gaz de l'intérieur vers l'extérieur, le cylindre comporte un embout faisant saillie à l'extrémité de la pièce tubulaire dirigée du côté du contact fixe et de section supérieure à sa section. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention, en position fermée. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention, en position de début d'ouverture. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention, en position ouverte. Le disjoncteur à gaz de soufflage pour haute ou moyenne tension comprend une enveloppe cylindrique 1 remplie de gaz diélectrique sous pression, un contact d'arc fixe 3 et un équipage mobile relié à une tringle de manoeuvre 2 et comprenant un cylindre de soufflage 4 et coopérant avec un piston 7, et un contact d'arc mobile 9 porté par une pièce tubulaire 8. La pièce tubulaire 8 prolonge le cylindre de soufflage 4 de section supérieure et le piston 7 est cylindrique, semi-mobile à l'intérieur du cylindre de soufflage 4 et de longueur inférieure à celle du cylindre de soufflage 4. La pièce tubulaire 8 comporte un cylindre 6 plein intérieur coaxial de section inférieure à sa section interne. Le cylindre 6 comporte un embout 10 faisant saillie à l'extrémité de la pièce tubulaire 8 dirigée du côté du contact fixe 3 et de section supérieure à sa section. Le volume de soufflage 25 formé dans le cylindre 4 communique avec le volume annulaire 12, compris entre la pièce tubulaire 8 et le cylindre plein 6, par des orifices 13. L'embout 10 crée un évasement de ce volume annulaire 12 au niveau du contact d'arc mobile 9 qui permet un flux de gaz de soufflage, à l'ouverture, de l'intérieur de la pièce tubulaire 8 vers l'extérieur. Le piston 7 est commandé par la tringle de manoeuvre 2 par l'intermédiaire d'un ressort 5 dont une extrémité est en appui contre le fond du piston 7 et dont l'autre extrémité est en prise avec la tringle de manoeuvre. Pour ce faire, la tringle 2 est rotative autour d'un axe 14 translatable dans une lumière 15 agencée dans la jupe 16 du piston 7, solidaire du cylindre de soufflage 4 et en prise, par exemple par simple appui, avec l'extrémité du ressort 5. Le piston 7 coulisse dans le cylindre de soufflage 4 par l'intermédiaire de contacts glissants et ce dernier coulisse dans un anneau 17 fixe. Ce dernier comporte des orifices 18 pour éviter toute surpression. La jupe 16 du piston 7 se termine par une bride annulaire 26 destinée à coopérer en appui avec un tronçon de tube 27 coaxial au piston 7 et solidaire de l'anneau 17. Du côté fixe, le disjoncteur comporte des contacts permanents fixes 19 coopérant avec des contacts permanents mobiles 20 solidaires au cylindre de soufflage 4. Le contact d'arc fixe 3 est porté par un tube dont l'extrémité opposée au contact est fermée par un clapet 21 taré destiné à ne s'ouvrir que dans le cas de grands courants. Une buse de soufflage 22 est solidaire du cylindre fixe portant les contacts permanents fixes 19. Le disjoncteur comporte donc un volume d'expansion thermique 24 et un volume de soufflage 25. La figure 1 représente le disjoncteur en position fermée. Contacts permanents 19,20 et contacts d'arc 3,9 sont commutés. La longueur L définie entre l'extrémité du cylindre de soufflage 4 et l'extrémité d'appui du tronçon de tube 27 représente la course maximale du piston 7 à l'intérieur du cylindre de soufflage 4. L'axe 14 de la tringle 2 est alors en butée sur l'extrémité gauche de la lumière 15 et la bride annulaire 26 de la jupe 16 du piston 7 est en appui contre le tronçon de tube 27. En début d'ouverture dans le cas de la coupure d'un petit courant, comme représenté sur la figure 2, la tringle de manoeuvre 2 est tirée vers la droite, l'axe 14 se déplace dans la lumière 15, le cylindre de soufflage 4 avec les contacts est translaté vers la droite entraînant la séparation des contacts - fixes et mobiles, le piston 7 sollicité par le ressort 5 reste en position identique en butée contre le tronçon de tube 27, le volume de soufflage 25 est donc comprimé et le gaz s'écoule dans le volume annulaire 12 pour venir souffler l'arc formé entre les contacts d'arc 3 et 9. Le gaz de soufflage comprimé par le piston 7 dans le cylindre de soufflage 4 , lors du début de l'ouverture du disjoncteur, s'écoule donc à l'intérieur de la pièce tubulaire 8 en direction des contacts d'arc. Lors de l'ouverture, l'axe 14 vient buter contre l'extrémité droite de la lumière 15 et à ce moment, l'équipage mobile se comporte comme un ensemble rigide, les pressions s'équilibrant dans le volume 25 comme vu cidessous. Compte tenu des longueurs du piston 7 et du cylindre de soufflage 4, il reste à ce moment un volume 25 non nul, ce qui permet d'allonger le soufflage. En fin d'ouverture dans le cas de la coupure d'un grand courant, comme représenté sur la figure 3, la bride annulaire 26 du piston 7 est en butée contre l'extrémité du cylindre de soufflage 4 et le volume de soufflage 25 est équilibré. Une partie de l'énergie de l'arc est transmise au volume 25 par l'intermédiaire du volume annulaire 12, ce qui provoque une montée en pression dans le volume 25 et donc un effort F1 qui pousse le piston 7 et comprime le ressort 5; la détente de ce ressort 5 produit donc un soufflage supplémentaire. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur à gaz de soufflage pour haute ou moyenne tension, comprenant une enveloppe cylindrique (1) remplie de gaz diélectrique sous pression, un contact d'arc fixe (3) et un équipage mobile relié à une tringle de manoeuvre (2) et comprenant un cylindre de soufflage (4) et coopérant avec un piston (7), et un contact d'arc mobile (9) porté par une pièce tubulaire (8), disjoncteur caractérisé en ce que le gaz de soufflage comprimé par le piston (7) dans le cylindre de soufflage (4), lors du début de l'ouverture du disjoncteur, s'écoule à l'intérieur de la pièce tubulaire (8) en direction des contacts d'arc. 2) Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (8) prolonge le cylindre de soufflage (4) de section supérieure et en ce que le piston (7) est cylindrique, semi-mobile à l'intérieur du cylindre de soufflage (4) et de longueur inférieure à celle du cylindre de soufflage (4). 3) Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston (7) est commandé par la tringle de manoeuvre (2) par l'intermédiaire d'un ressort (5) dont une extrémité est en appui contre le fond du piston (7) et dont l'autre extrémité est en prise avec la tringle de manoeuvre (2). 4) Disjoncteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (8) comporte un cylindre (6) plein intérieur coaxial de section inférieure à sa section interne. 5) Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cylindre (6) comporte un embout (10) faisant saillie à l'extrémité de la pièce tubulaire (8) dirigée du côté du contact fixe (3) et de section supérieure à sa section. 6) Disjoncteur selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que la tringle (2) est rotative autour d'un axe (14) translatable dans une lumière (15) agencée dans la jupe (16) du piston (7), solidaire du cylindre de soufflage (4) et en prise avec l'extrémité du ressort (5). 7) Disjoncteur selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la jupe (16) du piston (7) se termine par une bride annulaire (26) destinée à coopérer en appui avec un tronçon de tube (27) fixe coaxial au piston (7).