Brevet FR2691575A1 — publié le 19931126

DISJONCTEUR A HAUTE TENSION A NON PASSAGES PAR ZERO DU COURANT La présente invention se rapporte à un disjoncteur à haute tension à non passages par zéro du courant. Plus exactement, il concerne un disjoncteur à haute tension à enveloppe verticale remplie de gaz diélectrique en particulier du SF6, comprenant un ensemble fixe comportant un contact permanent et un contact d'arc, un ensemble mobile comportant un contact permanent et un contact d'arc, un volume de soufflage comportant un piston de soufflage solidaire des contacts mobiles et entrainant le gaz à travers une buse de soufflage s'ouvrant sur la zone où se forme un arc principal à la séparation des contacts d'arc et un jeu de contacts auxiliaires en série avec les contacts d'arc pour créer un arc auxiliaire dans un second volume situé en-dessous du volume de soufflage. Un disjoncteur de ce type est décrit dans le brevet européen EP-0 302 390 déposé par la Déposante. Dans ce brevet, le piston se déplace à la séparation des contacts et est soumis à la pression du gaz qui est augmentée lors de la formation de l'arc créé entre les contacts auxiliaires, en cas de coupure de courants élevés. Le disjoncteur conforme à la présente invention est destiné à la coupure sur des réseaux pouvant présenter des non passages par zéro du courant, par exemple dans le cas de défauts survenant à quelques kilomètres de la capacité série sur les réseaux très haute tension avec des longues lignes et une compensation par capacités séries. Le but de l'invention est d'utiliser les contacts auxiliaires pour créer un second dispositif de coupure en série et non pour agir sur le gaz de soufflage. Pour ce faire, le second volume est fermé de façon étanche par rapport à l'intérieur de la chambre et le jeu de contacts auxiliaires baigne dans un milieu diélectrique à forte tension d'arc, la commande de tous les contacts mobiles étant commune. Ainsi est supprimée la nécessité d'une deuxième chambre montée en série avec les problèmes de synchronisation de commande que cela posent. Par ailleurs, le milieu diélectrique à forte tension d'arc facilite le passage par zéro du courant. Ce milieu peut être de l'huile, de l'azote à haute pression ou de l'air comprimé. Lorsque ce milieu est de l'huile, de préférence, le second volume est divisé en une première chambre contenant le jeu de contacts auxiliaires, remplie d'huile, comportant dans sa partie supérieure un clapet unidirectionnel communiquant avec une seconde chambre formant volume d'expansion communiquant lui-même avec l'extérieur par des trous d'évents. Lorsque ce milieu est de l'azote à haute pression ou de l'air comprimé, de préférence, le second volume est divisé en une première chambre contenant le jeu de contacts auxiliaires, remplie du milieu, comportant dans sa partie supérieure des trous calibrés communiquant avec une seconde chambre également rempli du milieu et communiquant avec l'extérieur par un clapet unidirectionnel de remplissage. Selon un mode de réalisation préféré, le contact d'arc mobile est porté à l'extrémité d'un tube portant le contact d'arc auxiliaire mobile, le contact d'arc auxiliaire fixe étant solidaire d'un tube solidaire de l'enveloppe de la chambre du disjoncteur, formant la cloison extérieure du second volume, supportant le contact d'arc auxiliaire fermant avec une jupe isolante l'extrémité supérieure du second volume et portant à son extrémité supérieure fermée un clapet unidirectionnel communiquant avec le volume de soufflage, formant ainsi un troisième volume d'alimentation en gaz de soufflage Avantageusement, la première et la seconde chambre sont séparées par un tube relié de façon étanche au fond isolant du second volume. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins ne représentant qu'un mode de réalisation préféré. La figure 1 est une vue en coupe longitudinal d'un disjoncteur conforme à l'invention dont le milieu diélectrique à forte tension d'arc est de l'huile. La figure 2 est une vue en coupe longitudinal d'un disjoncteur conforme à l'invention dont le milieu diélectrique à forte tension d'arc est de l'azote à haute pression ou de l'air comprimé. Le disjoncteur à haute tension à enveloppe 19 verticale remplie de gaz diélectrique en particulier du SF6, comprend un ensemble fixe comportant un contact permanent 1 et un contact d'arc 2, un ensemble mobile comportant un contact permanent 3 et un contact d'arc 4, un volume de soufflage V1 comportant un piston de soufflage 5 solidaire des contacts mobiles et entraînant le gaz à travers une buse de soufflage 6 s'ouvrant sur la zone où se forme un arc principal à la séparation des contacts d'arc 2,4 et un jeu de contacts auxiliaires 7,8 en série avec les contacts d'arc 2,4 pour créer un arc auxiliaire dans un second volume V2 situé en-dessous du volume de soufflage V1. Le second volume V2 est fermé de façon étanche par rapport à l'intérieur de la chambre et le jeu de contacts auxiliaires 7,8 baigne dans un milieu diélectrique à forte tension d'arc, la commande de tous les contacts mobiles 3,4,8 étant commune réalisée par la bielle isolante 20 du disjoncteur reliée aux contacts mobiles 3,4. Le contact d'arc mobile 4 est porté à l'extrémité d'un tube 13 portant le contact d'arc auxiliaire mobile 8, le contact d'arc auxiliaire fixe 7 étant solidaire d'un tube 14 solidaire de l'enveloppe de la chambre du disjoncteur, formant la cloison extérieure du second volume V2, supportant le contact d'arc auxiliaire 7 fermant avec une jupe isolante 16 l'extrémité supérieure du second volume V2 et portant à son extrémité supérieure fermée un clapet unidirectionnel 15 communiquant avec le volume de soufflage V1, formant ainsi un troisième volume V3 d'alimentation en gaz de soufflage lors de l'enclenchement, et de volume de détente des gaz de soufflage sur une ouverture avec grands courants. Selon la figure 1, le milieu dans lequel baignent les contacts auxiliaires 7,8 est de l'huile. Le second volume V2 est divisé en une première chambre contenant le jeu de contacts auxiliaires 7,8, remplie d'huile, comportant dans sa partie supérieure un clapet unidirectionnel 9 communiquant avec une seconde chambre formant volume d'expansion communiquant elle-même avec l'extérieur par des trous d'évents 10. La première et la seconde chambre sont séparées par un tube 18 relié de façon étanche au fond isolant 17 du second volume V2. L'étanchéité du volume V2 par rapport à la chambre est réalisée à l'aide de joints haute pression 21 montés de préférence par paire avec un trou dit de reprise de fuite entre les joints d'une même paire assurant l'évacuation vers l'extérieur d'une fuite éventuelle d'huile et empêchant ainsi son passage dans le SF6. La commande de tous les contacts se faisant par la bielle 20, la synchronisation des ouvertures et des fermetures est assurée et est réglée par simple dimensionnement mutuel adéquat des paires des contacts fixe et mobile. Selon la figure 2, le milieu dans lequel baignent les contacts auxiliaires 7,8 est de l'azote à haute pression ou de l'air comprimé. Le second volume V2 est divisé en une première chambre contenant le jeu de contacts auxiliaires 7,8, remplie du milieu, comportant dans sa partie supérieure des trous calibrés 11 communiquant avec une seconde chambre également rempli du milieu et communiquant avec l'extérieur par un clapet unidirectionnel 12 de remplissage. La constitution générale du disjoncteur et les étanchéités sont ider.tigMes à celles de la variante précédente à huile. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur à haute tension à enveloppe verticale remplie de gaz diélectrique en particulier du SF6, comprenant un ensemble fixe comportant un contact permanent (1) et un contact d'arc (2), un ensemble mobile comportant un contact permanent (3) et un contact d'arc (4), un volume de soufflage (V1) comportant un piston de soufflage (5) solidaire des contacts mobiles et entrainant le gaz à travers une buse de soufflage (6) s'ouvrant sur la zone où se forme un arc principal à la séparation des contacts d'arc (2,4) et un jeu de contacts auxiliaires (7,8) en série avec les contacts d'arc (2,4) pour créer un arc auxiliaire dans un second volume (V2) situé en-dessous du volume de soufflage (V1), disjoncteur caractérisé en ce que le second volume (V2) est fermé de façon étanche par rapport à l'intérieur de la chambre et le jeu de contacts auxiliaires (7,8) baigne dans un milieu diélectrique à forte tension d'arc, la commande de tous les contacts mobiles (3, 4, 8) étant commune. 2) Disjoncteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu est de l'huile. 3) Disjoncteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu est de l'azote à haute pression. 4) Disjoncteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le milieu est de l'air comprimé. 5) Disjoncteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que le second volume (V2) est divisé en une première chambre contenant le jeu de contacts auxiliaires (7,8), remplie d'huile, comportant dans sa partie supérieure un clapet unidirectionnel (9) communiquant avec une seconde chambre formant volume d'expansion communiquant lui-même avec l'extérieur par des trous d'évents (10). 6) Disjoncteur selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que le second volume (V2) est divisé en une première chambre contenant le jeu de contacts auxiliaires (7,8), remplie du milieu comportant dans sa partie supérieure des trous calibrés (11) communiquant avec une seconde chambre également remplie du milieu et communiquant avec l'extérieur par un clapet unidirectionnel (12) de remplissage, cette seconde chambre servant de volume de détente. 7) Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact d'arc mobile (4) est porté à l'extrémité d'un tube (13) portant le contact d'arc auxiliaire mobile (8), le contact d'arc auxiliaire fixe (7) étant solidaire d'un tube (14) solidaire de l'enveloppe de la chambre du disjoncteur, formant la cloison extérieure du second volume (V2), supportant le contact d'arc auxiliaire (7) fermant avec une jupe isolante (16) l'extrémité supérieure du second volume (V2) et portant à son extrémité supérieure fermée un clapet unidirectionnel (15) communiquant avec le volume de soufflage (V1), formant ainsi un troisième volume (V3) d'alimentation en gaz de soufflage et de détente lors de l'ouverture du disjoncteur. 8) Disjoncteur selon la revendication 7 et l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la première et la seconde chambre sont séparées par un tube (18) relié de façon étanche au fond isolant (17) du second volume (V2).