Brevet FR2704976A1 — publié le 19941110

DISJONCTEUR A GAZ DE SOUFFLAGE A HAUTE OU MOYENNE TENSION La présente invention se rapporte à un disjoncteur à haute ou moyenne tension équipé d'un volume série à clapet taré. Elle concerne plus exactement un disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz de soufflage comprenant un contact d'arc fixe et un ensemble mobile comprenant un contact d'arc mobile, un premier cylindre dans lequel est placé un piston fixe et définissant avec un deuxième cylindre coaxial un volume de soufflage délimité par une paroi annulaire pourvue d'un orifice et supportant une buse de soufflage définissant avec ladite paroi un volume d'expansion thermique communiquant avec ledit volume de soufflage par ledit orifice. Un tel disjoncteur peut éventuellement comporter également des contacts permanents associés. Lors de la coupure de forts courants dans de tels disjoncteurs, il s'avère que la pression dans le volume de soufflage augmente jusqu'à un maximum pour ensuite revenir à zéro brusquement lorsque le fonctionnement du disjoncteur est arrêté. Ce maximum est supérieur à la valeur de pression nécessaire et suffisante à la coupure, ce surplus de pression pouvant être appelé surpression. Généralement, la surpression créée dans le volume de soufflage lors de la coupure de forts courants est évacuée dans la chambre de coupure par un clapet de décharge prévu dans le piston. Le but de l'invention est d'exploiter cette surpression en la récupérant afin de l'utiliser ensuite pour améliorer le soufflage en le prolongeant lors de temps d'arc longs et en augmentant la plage de coupure. Pour ce faire, selon l'invention, le volume de soufflage, lorsque la pression dans celui-ci atteint une valeur prédéterminée, communique avec un volume constant par un premier orifice, de passage du volume de soufflage vers ledit volume constant, fermé par un clapet taré à ladite valeur prédéterminée et un clapet flottant ferme un second orifice, de passage du gaz dudit volume constant vers le volume de soufflage. Cette limitation de la pression dans le volume de soufflage évite également un ralentissement important du disjoncteur lors de la coupure de grands courants. Selon un mode de réalisation préféré, le volume constant est délimité par un troisième cylindre coulissant dans le premier cylindre, par le piston disposé à l'intérieur de ce troisième cylindre, par le deuxième cylindre et par une paroi annulaire porté par le troisième cylindre et formant entre elle et le deuxième cylindre le premier orifice. De préférence, le clapet taré est un cylindre coulissant sur le deuxième cylindre et poussé en butée contre la paroi annulaire pour fermer le premier orifice par un ressort hélicoidal appuyé contre le piston. Le second orifice peut être réalisé dans le clapet taré ou dans ladite paroi annulaire. Pour son remplissage, le piston est pourvu d'un orifice de passage du gaz de l'extérieur du premier cylindre vers le volume constant, équipé d'un clapet flottant. Les avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui décrit un mode de réalisation préféré et est illustrée des figures suivantes. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation préféré du disjoncteur conforme à l'invention. La figure 2 est une vue analogue du disjoncteur dans le cas de coupure de forts courants. La figure 3 est une vue analogue du disjoncteur dans le cas d'un temps d'arc long. La figure 4 est une vue analogue d'une variante de réalisation du disjoncteur conforme à l'invention. La figure 5 est une vue analogue d'une autre variante de réalisation du disjoncteur conforme à l'invention. Le disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz de soufflage, représenté sur la figure 1, comprend un contact d'arc fixe 1 et un ensemble mobile comprenant un contact d'arc mobile 2, un premier cylindre 3 dans lequel est placé un piston fixe 4. Ce cylindre 3 définit avec un deuxième cylindre coaxial 5 un volume de soufflage V1 délimité par une paroi annulaire 7 pourvue d'un orifice 11 et supportant une buse de soufflage 9 définissant avec ladite paroi 7 un volume d' expansion thermique VO communiquant avec ledit volume de soufflage V1 par ledit orifice 11. Un volume constant V2 est délimité par un troisième cylindre 13 coulissant dans le premier cylindre 3, par le piston 4 disposé à l'intérieur de ce troisième cylindre 13, par le deuxième cylindre 5 et par une paroi annulaire 14 porté par le troisième cylindre 13 et formant entre elle et le deuxième cylindre 5 le premier orifice 6. Le clapet taré 8 est un cylindre coulissant sur le deuxième cylindre 5 et poussé en butée contre la paroi annulaire 14 pour fermer le premier orifice 6 par un ressort hélicoïdal 15 appuyé contre le piston 4. Le second orifice 12 est réalisé dans le clapet taré 8. Comme représenté sur la figure 2, lors de la coupure de forts courants, lorsque la pression dans le volume de soufflage V1 atteint la valeur prédéterminée de pression nécessaire et suffisante pour effectuer la coupure, le clapet taré 8 est poussé à l'encontre de l'effet du ressort 15 dont la force de tarage est égale à cette valeur prédéterminée. Le gaz peut donc passer par l'orifice 6 du volume de soufflage V1 vers le volume constant V2. Une fois l'équilibre des pressions retrouvé, le clapet taré 8 referme l'orifice 6 sous l'effet du ressort 15. La surpression est donc en quelque sorte stockée dans ce volume constant V2. Lorsque qu'un soufflage classique a tendance à s'essouffler, en particulier en cas d'un temps d'arc long, cette surpression est réutilisée comme représenté sur la figure 3. La pression dans le volume de soufflage V1 devient alors inférieure à celle dans le volume constant V2 et le clapet flottant 10 est poussé par la pression vers le volume de soufflage V1 et le gaz stocké dans le volume constant V2 vient dans le volume de soufflage V1 contribuer au soufflage de l'arc. Selon ce mode de réalisation préféré, la surface du clapet taré 8 soumise à la pression dans le volume de soufflage V1 est égale à celle soumise à la pression dans le volume constant V2 et la pression de tarage du ressort correspond donc à la valeur de pression prédéterminée nécessaire et suffisante pour effectuer la coupure. Pour le remplissage initial du volume constant V2, le piston 4 est pourvu d'un orifice 16 de passage du gaz de l'extérieur du premier cylindre 3 vers le volume constant V2, équipé d'un clapet flottant 17. La figure 4 représente une variante de réalisation où l'agencement du clapet taré 8 et du piston 4 est différente. Ici le clapet taré 8 est inséré entre le piston 4 et le cylindre 5. Cette autre disposition a pour avantage d'être moins encombrante que la précédente. Le fonctionnement est totalement identique à condition de choisir une force de tarage du ressort 15 convenable compte tenu des surfaces soumises aux pressions et des pressions ici différentes. La figure 5 représente une autre variante. Elle se diffère des précédentes par l'agencement du clapet taré 8 et du piston 4 et également par le fait que le second orifice 12 est ici réalisé dans la paroi annulaire 14. Le fonctionnement est totalement identique à condition de choisir une force de tarage du ressort 15 convenable compte tenu des surfaces soumises aux pressions et des pressions ici différentes. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz de soufflage comprenant un contact d'arc fixe (1) et un ensemble mobile comprenant un contact d'arc mobile (2), un premier cylindre (3) dans lequel est placé un piston fixe (4) et définissant avec un deuxième cylindre coaxial (5) un volume de soufflage (V1) délimité par une paroi annulaire (7) pourvue d'un orifice (11) et supportant une buse de soufflage (9) définissant avec ladite paroi (7) un volume d'expansion thermique (VO) communiquant avec ledit volume de soufflage (V1) par ledit orifice (11), disjoncteur caractérisé en ce que le volume de soufflage (V1), lorsque la pression dans celui-ci atteint une valeur prédéterminée, communique avec un volume constant (V2) par un premier orifice (6), de passage du volume de soufflage (V1) vers ledit volume constant (V2), fermé par un clapet taré (8) à ladite valeur prédéterminée et en ce qu'un clapet flottant (10) ferme un second orifice (12), de passage du gaz dudit volume constant (V2) vers le volume de soufflage (V1). 2) Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume constant (V2) est délimité par un troisième cylindre (13) coulissant dans le premier cylindre (3), par le piston (4) disposé à l'intérieur de ce troisième cylindre (13), par le deuxième cylindre (5) et par une paroi annulaire (14) porté par le troisième cylindre (13) et formant entre elle et le deuxième cylindre (5) le premier orifice (6). 3) Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet taré (8) est un cylindre coulissant sur le deuxième cylindre (5) et poussé en butée contre la paroi annulaire (14) pour fermer le premier orifice (6) par un ressort hélicoïdal (15) appuyé contre le piston (4). 4) Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second orifice (12) est réalisé dans le clapet taré (8). 5) Disjoncteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le second orifice (12) est réalisé dans ladite paroi annulaire (14). 6) Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (4) est pourvu d'un orifice (16) de passage du gaz de l'extérieur du premier cylindre (3) vers le volume constant (V2), équipé d'un clapet flottant (17).