Brevet FR2692716A1 — publié le 19931224

DISJONCTEUR A HAUTE OU MOYENNE TENSION A EXPANSION THERMIQUE ET SOUFFLAGE D'APPOINT La présente invention concerne un disjoncteur à haute ou moyenne tension à expansion thermique et soufflage d'appoint. Elle se rapporte plus exactement à un disjoncteur à haute ou moyenne tension à expansion thermique comportant dans une enveloppe un contact d'arc fixe relié à une première prise de courant et constitué d'une couronne de doigts de contact, un contact d'arc mobile relié à une seconde prise de courant et à l'extrémité duquel est fixé un embout en matériau isolant, un volume de soufflage et une buse de soufflage entourant le contact fixe. Un tel disjoncteur est décrit dans la demande de brevet n"91 09 177 déposé le 19 juillet 1991 par la Déposante. Le but de cette demande est d'obtenir une plus grande pression dans le volume de soufflage, grâce à l'embout, en particulier pour la coupure de courants de faible intensité. La coupure des forts courants se fait par expansion thermique dans le volume de soufflage avec double soufflage, le clapet situé à l'extrémité du contact fixe étant ouvert sous l'effet de la surpression dans ce dernier; la coupure des courants compris entre le courant nominal In et 0,3 Icc (ICC étant le courant de court-circuit) est réalisé par expansion thermique dans le volume de soufflage avec simple soufflage, ledit clapet étant fermé; l'embout réduit pendant quelques millisecondes le soufflage à travers l'orifice de la buse ce qui favorise la montée en pression pour les courants faibles et intermédiaires. Pour les très faibles courants inférieurs à 1,5 Int il peut s'avérer que la soufflage soit insuffisant pour la coupure, l'augmentation de la pression étant trop petite, en particulier si la pression de remplissage en gaz en particulier du SF6, est faible; dans ce cas, l'extinction naturelle du courant par allongement ne suffit pas. La présente invention se propose de résoudre ce problème en ajoutant un dispositif de soufflage d'appoint. Plus exactement, une pièce tubulaire concentrique au contact fixe limite un second volume autour du contact fixe, ce second volume étant divisé en un volume d'auto-soufflage et en un volume de détente par un piston de soufflage semimobile. Selon un mode de réalisation préféré, le piston est annulaire, traversé par les doigts de contact du contact fixe au travers d'orifices, pourvu d'un embout central -coopérant par butée avec l'embout du contact mobile et poussé contre cet embout par un ressort intercalé entre l'enveloppe du disjoncteur et le piston. De préférence, le volume de détente est ouvert par un trou de passage du gaz. 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 cours d'ouverture. La figure 2 est une vue de face du piston constitutif du disjoncteur conforme à l'invention. La chambre de coupure représentée partiellement en coupe longitudinale sur la figure 1 comprend une enveloppe 1 étanche remplie d'un gaz à bonnes propriétés diélectriques tel que de l'hexafluorure de soufre sous une pression de quelques bars. A l'intérieur de la chambre, on trouve un ensemble fixe comportant un tube métallique 2 relié électriquement à une première prise de courant non représentée et portant un premier tube métallique 3 constituant le contact permanent fixe, une couronne métallique 4 coaxiale au premier tube et constituant le contact d'arc fixe formé de doigts de contact, et une buse de soufflage isolante 5. Le volume 6 délimité par le tube 2 et la buse 5 constitue le volume de soufflage du disjoncteur. Le contact d'arc fixe 4 comporte à son extrémité intérieure une ouverture fermé par un clapet unidirectionnel 19 qui lorsqu'il est fermé entraîne un simple soufflage et lorsqu'il est ouvert entraîne un double soufflage. L'équipage mobile du disjoncteur comprend un tube métallique 8 relié électriquement à une seconde prise de courant non représentée et relié mécaniquement à une tringle de manoeuvre non représentée. Le tube 8 a une extrémité qui s'épanouit pour porter un tube de contact 9 constituant le contact d'arc mobile et des doigts de contact 10 formant le contact permanent mobile. Le tube 9 est muni à son extrémité d'un embout 12 en matériau isolant qui se prolonge au-delà de l'extrémité du tube 9. Cet embout est solidarisé au tube 9 par vissage ou sertissage par exemple. Une pièce tubulaire 13 concentrique au contact fixe 4 limite un second volume autour du contact fixe 4, ce second volume étant divisé en un volume d'auto-soufflage 14 et en un volume de détente 15 par un piston 16 de soufflage semimobile. Le piston 16 est annulaire, traversé par les doigts de contact du contact fixe 4, pourvu d'un embout 17 central coopérant par butée avec l'embout 12 du contact mobile 9 et poussé contre cet embout 12 par un ressort 18 intercalé entre l'enveloppe 1 du disjoncteur et le piston 16. La constitution du piston 16 est particulièrement visible sur la figure 2. Il comporte des orifices 20 en arc de cercle destinés à la traversée des doigts de contact fixes et son embout 17 est porté par des barrettes 21 radiales entre lesquelles peut passer le gaz à l'intérieur du contact fixe 4. La pièce tubulaire 13 est pourvue à son extrémité côté enveloppe 1 d'un trou 22 de passage du gaz. Ce trou 22 peut être remplacé par un trou de disposition analogue dans le contact d'arc fixe 4. Eventuellement, la partie active du piston 16, se trouvant entre le contact d'arc fixe 4 et la pièce tubulaire 13 peut être pourvue d'un clapet unidirectionnel destiné à limiter la consommation par succion dans le volume 14 pendant une fermeture, si la vitesse de fermeture est importante. La pièce tubulaire 13 peut présenter un épaulement interne 23 destiné à recevoir en butée le piston 16 à la séparation des contacts ; la position extrême du piston 16 peut également être réglée par choix de la longueur des embouts 12 et 17. A l'ouverture, à l'expansion thermique dans le volume 6 s'ajoute donc la compression du gaz dans le volume 14, le piston étant poussé par le ressort 18. Ainsi est fourni le soufflage nécessaire à la coupure des très faibles courants. La section du piston 14 et sa course sont faibles de sorte que l'énergie consommée pour comprimer le gaz dans le volume 14 reste faible ce qui permet d'obtenir un fonctionnement à énergie réduite. L'embout isolant 12 du contact d'arc mobile joue également son rôle de réglage de la pression au col de la buse 5. La section du trou 22 derrière le piston 16 est telle que pendant le déclenchement il n'y a pas de dépression significative dans le volume 15 et de même qu'il n'y a pas de compression de gaz pendant une fermeture. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur à haute ou moyenne tension à expansion thermique comportant dans une enveloppe (1) un contact d'arc fixe (4) relié à une première prise de courant et constitué d'une couronne de doigts de contact, un contact d'arc mobile (9) relié à une seconde prise de courant et à l'extrémité duquel est fixé un embout (12) en matériau isolant, un volume de soufflage (6) et une buse de soufflage (5) entourant le contact fixe (4), disjoncteur caractérisé en ce qu'une pièce tubulaire (13) concentrique au contact fixe (4) limite un second volume autour du contact fixe (4), ce second volume étant divisé en un volume d'auto-soufflage (14) et en un volume de détente (15) par un piston (16) de soufflage semi-mobile. 2) Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (16) est annulaire, traversé par les doigts de contact du contact fixe au travers d'orifices (20), pourvu d'un embout (17) central coopérant par butée avec l'embout (12) du contact mobile (9) et poussé contre cet embout (12) par un ressort (18) intercalé entre l'enveloppe du disjoncteur et le piston (16). 3) Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le volume de détente 15 est ouvert par un trou 22 de passage du gaz.