Brevet FR2709866A1 — publié le 19950317

DISJONCTEUR A CONTACTS EN BOUT ET A GRANDE TENSION D'ARC. La présente invention se rapporte à un disjoncteur à contacts en bout et à grande tension d'arc pour haute ou moyenne tension. Plus précisément elle concerne un disjoncteur haute ou moyenne tension comprenant une enveloppe remplie de gaz diélectrique, un contact permanent fixe, un contact d'arc fixe et un équipage mobile comportant un contact permanent et un contact d'arc et associé à des moyens de soufflage comprenant un piston de soufflage, un volume de soufflage et une buse isolante, ce disjoncteur comportant des moyens de création d'arcs en série à l'intérieur de la buse. Un tel disjoncteur est décrit dans la demande de brevet français n2 681 724 déposée le 24 septembre 1991 par la Déposante. ce disjoncteur de l'art antérieur est du type à contact d'arc mobile constitué de doigts de contact fixes relativement à l'équipage mobile. Le soufflage des arcs en série se fait latéralement par passage du gaz comprimé dans des trous transversaux ménagés dans la buse. Compte tenu de la course importante des contacts dans un tel disjoncteur, des moyens d'augmentation de la pression du gaz de soufflage sont nécessaires. La présente invention adapte ce principe de création d'arcs en série associée à un soufflage latéral, qui permet d'augmenter de façon fiable la tension d'arc, aux disjoncteurs à contacts en bout par un agencement particulièrement simple. Pour ce faire, selon l'invention, les contacts d'arc sont des contacts en bout, le contact d'arc de l'équipage mobile étant semi-mobile, coulissant dans un tube et sollicité par un ressort en appui par une de ses extrémité sur ce contact et par l'autre de ses extrémités sur une partie support intérieure audit tube, la buse comporte à une de ses extrémité traversée par le contact d'arc fixe une partie intérieure de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de ce contact fixe et à l'autre de ses extrémités traversée par le contact d'arc semi-mobile une partie intérieure de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de ce contact semi-mobile, la buse comporte au moins deux canaux longitudinaux débouchant d'une part dans le volume de soufflage et d'autre part dans respectivement un premier canal transversal débouchant quant à lui à l'intérieur de la buse et au moins deux seconds canaux transversaux traversant la paroi de la buse et diamétralement opposés auxdits premiers canaux transversaux et les moyens de création d'arcs en série sont agencés de façon à créer les arcs en face des canaux transversaux. Selon une première variante de réalisation, les moyens de création d'arcs en série sont constitués respectivement d'au moins une électrode fixée sur la surface interne de la buse entre les canaux transversaux adjacents. Avantageusement, lesdites électrodes sont au nombre de deux et sont reliées électriquement. Selon une seconde variante de réalisation, les moyens de création d'arc en série sont constitués d'au moins un disque monté coulissant dans la buse entre les contacts d'arc et venant en butée respectivement contre un épaulement annulaire interne à la buse et situé entre les canaux transversaux adjacents, en position de déclenchement des contacts d'arc. 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 longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention selon une première variante de réalisation. La figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention selon une seconde variante de réalisation. La figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3. Les figures 5 à 7 sont des vues en coupe longitudinale du même disjoncteur selon les phases d'une opération d'ouverture. La figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention selon une troisième variante de réalisation. Les figures 9 à 11 sont des vues en coupe selon IX-IX, X-X et XI-XI de la figure 8. Les figures 12 à 14 sont des vues en coupe longitudinale du même disjoncteur selon les phases d'une opération d'ouverture. Le disjoncteur décrit sur les figures est un disjoncteur à contacts d'arc en bout et à haute ou moyenne tension et il comprend une enveloppe 1 remplie de gaz diélectrique, un contact permanent fixe 2, un contact d'arc fixe 3 et un équipage mobile comportant un contact permanent 4 et un contact d'arc 5 et associé à des moyens de soufflage comprenant un piston de soufflage 6, un volume de soufflage 30 et une buse isolante 7. Le contact d'arc 5 de l'équipage mobile est coulissant dans un tube 8 et sollicité par un ressort 9 en appui par une de ses extrémités sur ce contact 5 et par l'autre de ses extrémités sur un partie support 10 intérieure audit tube 8. Cette partie support 10 peut être un épaulement intérieur au tube 8 ou une goupille transversale à ce tube. La buse 7 comporte à une de ses extrémités traversée par le contact d'arc fixe 3 une partie 11 intérieure de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de ce contact fixe 3 et à l'autre de ses extrémités traversée par le contact d'arc semi-mobile 5 une partie 12 de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de ce contact semi-mobile 5. Selon les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 6, la buse 7 comporte deux canaux longitudinaux 13, 14 débouchant d'une part dans le volume de soufflage 30 et d'autre part dans respectivement un premier canal transversal 16, 17 débouchant quant à lui à l'intérieur de la buse 7 et deux seconds canaux transversaux 19, 20 traversant la paroi de la buse 7 et diamétralement opposés auxdits premiers canaux transversaux 16, 17. Les figures 2 et 4 représentent un agencement préféré de ces canaux. Les deux canaux longitudinaux 13 et 14 ainsi que les premiers canaux transversaux 16, 17, sont disposés décalés de 90*, les seconds canaux transversaux 19, 20 diamétralement opposés l'étant également. Le disjoncteur comporte également des moyens de création d'arcs en série agencés de façon à créer les arcs en face des canaux transversaux. Selon une première variante représentée sur la figure 1, ces moyens de création d'arcs en série sont constitués de deux électrodes 26, 27 fixées sur la surface interne de la buse 7 entre les canaux transversaux adjacents 16 , 17, 19, 20. Ces deux électrodes 26, 27 sont reliées électriquement par un fil conducteur 28 par exemple en cuivre noyé dans la buse 7. Plus exactement, de préférence, la première électrode 26 est disposée à proximité du canal transversal 19 et la seconde électrode 27 à proximité du canal transversal 20. Lors de l'ouverture des contacts, comme représenté sur la figure 1, des arcs s'accrochent entre le contact fixe 3 et la première électrode 26 et entre la seconde électrode 27 et le contact semi-mobile 5. Le gaz comprimé par le piston 6 dans le volume de soufflage 30 s'introduit dans les canaux longitudinaux 13, 14 puis débouche à l'intérieur de la buse 7 par les premiers canaux transversaux 16, 17. I1 souffle alors latéralement les arcs et s'évacue par les seconds canaux transversaux 19, 20. Seul le mode de réalisation avec deux agencements de canaux et un agencement d'électrodes a été décrit mais l'on peut bien évidemment multiplier le nombre de ces agencements pour obtenir la création de plus de deux arcs en série, sur le même principe. Selon une seconde variante de réalisation représentée sur les figures 3 à 7, les moyens de création d'arc en série sont constitués d'un disque 22 monté coulissant dans la buse 7 entre les contacts d'arc 3, 5 et venant en butée contre un épaulement 24 annulaire interne à la buse 7 et situé entre les canaux transversaux 16, 17, 19, 20 adjacents, en position de déclenchement des contacts d'arc 3, 5. Les différentes phases d'une opération de déclenchement sont représentées sur les figures 3, 5 à 7. En position de fermeture, comme représenté sur la figure 3, le disque 22 est coincé entre les contacts 3, 5 aboutés et se trouve à proximité de la partie d'extrémité 12 de la buse 7. Au début de l'ouverture, l'équipage mobile est déplacé et les contacts 3, 5 restent aboutés avec le disque 22 interposé, du fait de l'action du ressort 9, comme représenté sur la figure 5. En fin d'action de compression du ressort 9, les contacts 3, 5 se séparent, comme représenté sur la figure 6. Du fait des effets électromagnétiques, le disque 22 est déplacé vers le contact fixe 3 et vient en butée contre l'épaulement 24 ménagé à l'intérieur de la buse 7. Un premier arc apparaît alors entre le contact semi-mobile 5 et le disque 22. Le gaz comprimé dans le volume de soufflage 30 s'introduit dans le canal longitudinal 14 et débouche par le canal transversal 17 à l'intérieur de la buse 7 pour commencer à souffler ce premier arc puis il s'évacue par le canal transversal 20. La séparation se poursuit, comme représenté sur la figure 7, pour atteindre la position de déclenchement. L'équipage mobile est encore éloigné du contact fixe 3 et le disque 22 avec lui bloqué contre l'épaulement 24. Un second arc se crée alors entre le disque 22 et le contact fixe 3. Le gaz comprimé peut alors passer dans le canal transversal 16 et déboucher à l'intérieur de la buse 7 où il souffle le second arc, le soufflage du premier arc se poursuivant. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 8 à 14, la buse 7 comporte trois canaux longitudinaux 13, 14, 15 débouchant d'une part dans le volume de soufflage 30 et d'autre part dans respectivement un premier canal transversal 16, 17, 18 débouchant quant à lui à l'intérieur de la buse 7 et trois seconds canaux transversaux 19, 20, 21 traversant la paroi de la buse 7 et diamétralement opposés auxdits premiers canaux transversaux 16, 17, 18. Les figures 9 à 11 représentent un agencement préféré de ces canaux. Les canaux longitudinaux 13, 14, 15 ainsi que les premiers canaux transversaux 16, 17, 18, sont disposés décalés de 120s, les canaux transversaux 19, 20, 21 diamétralement opposés l'étant également. Le disjoncteur comporte également des moyens de création d'arcs en série agencés de façon à créer les arcs en face des canaux transversaux. Ces moyens de création d'arc en série sont constitués de deux disques 22, 23 montés coulissant dans la buse 7 entre les contacts d'arc 3, 5 et venant en butée respectivement contre un épaulement 24, 25 annulaire interne à la buse 7 et situé entre les canaux transversaux 16 à 21 adjacents, en position de déclenchement des contacts d'arc 3, 5. Les différentes phases d'une opération de déclenchement sont représentées sur les figures 8, 12 à 14. En position de fermeture, comme représenté sur la figure 8, les disques 22, 23 sont coincés entre les contacts 3, 5 aboutés et se trouvent à proximité de la partie d'extrémité 12 de la buse 7. Au début de l'ouverture, l'équipage mobile est déplacé et les contacts 3, 5 restent aboutés avec les disques 22, 23 interposé, du fait de l'action du ressort 9, comme représenté sur la figure 12. En fin d'action de compression du ressort 9, les contacts 3, 5 se séparent, comme représenté sur la figure 13. Le disque 22 est en butée contre l'épaulement 24 et un arc est créé entre ce disque 22 et le contact semi-mobile 5. Du fait des effets électromagnétiques, le disque 23 se déplace vers le contact fixe 3 et un arc se crée entre les deux disques 22, 23 et entre le second disque 23 et le contact fixe 3. Ce second disque 23 vient en butée contre l'épaulement 25 ménagé à l'intérieur de la buse 7 lorsque la séparation des contacts se poursuit, comme représenté sur la figure 14, pour atteindre la position de déclenchement. Le gaz comprimé dans le volume de soufflage 30 passe alors dans les trois canaux longitudinaux 13, 14, 15 et dans leurs canaux transversaux associés 16, 17, 18 pour déboucher à l'intérieur de la buse 7 où il souffle les trois arcs et s'évacue dans les canaux transversaux diamétralement opposés 19, 20, 21. Seuls les modes de réalisation avec un ou deux disques ont été décrits, mais il est évident que l'on peut multiplier le nombre de disques et le nombre de canaux pour obtenir la création de plus de trois arcs en série, sur le même principe. Par ailleurs, selon toutes les variantes décrites, la buse de soufflage 7 supporte un manchon de protection thermique 31 en matériau isolant qui fait face aux seconds canaux transversaux 19, 20, 21. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur haute ou moyenne tension comprenant une enveloppe (1) remplie de gaz diélectrique, un contact permanent fixe (2), un contact d'arc fixe (3) et un équipage mobile comportant un contact permanent (4) et un contact d'arc (5) et associé à des moyens de soufflage comprenant un piston de soufflage (6), un volume de soufflage (30) et une buse isolante (7), disjoncteur comportant des moyens de création d'arcs en série à l'intérieur de la buse (7) et caractérisé en ce que les contacts d'arc (3, 5) sont des contacts en bout, le contact d'arc (5) de l'équipage mobile étant semi-mobile, coulissant dans un tube (8) et sollicité par un ressort (9) en appui par une de ses extrémité sur ce contact (5) et par l'autre de ses extrémités sur une partie support (10) intérieure audit tube (8), en ce que la buse (7) comporte à une de ses extrémité traversée par le contact d'arc fixe (3) une partie (11) intérieure de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de ce contact fixe (3) et à l'autre de ses extrémités traversée par le contact d'arc semi-mobile (5) une partie (12) intérieure de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe de ce contact semi-mobile (5), en ce que la buse (7) comporte au moins deux canaux longitudinaux (13, 14, 15) débouchant d'une part dans le volume de soufflage (30) et d'autre part dans respectivement un premier canal transversal (16, 17, 18) débouchant quant à lui à l'intérieur de la buse (7) et au moins deux seconds canaux transversaux (19, 20, 21) traversant la paroi de la buse (7) et diamétralement opposés auxdits premiers canaux transversaux (16, 17, 18) et en ce que les moyens de création d'arcs en série sont agencés de façon à créer les arcs en face des canaux transversaux (16 à 21). 2) Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de création d'arcs en série sont constitués respectivement d'au moins une électrode (26, 27) fixée sur la surface interne de la buse (7) entre les canaux transversaux adjacents (16 à 21). 3) Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites électrodes (26, 27) sont au nombre de deux et sont reliées électriquement. 4)Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de création d'arc en série sont constitués d'au moins un disque (22, 23) monté coulissant dans la buse (7) entre les contacts d'arc (3, 5) et venant en butée respectivement contre un épaulement (24, 25) annulaire interne à la buse (7) et situé entre les canaux transversaux (16 à 21) adjacents, en position de déclenchement des contacts d'arc (3, 5).