Brevet FR2715498A1 — publié le 19950728

DISJONCTEUR A GAZ DE SOUFFLAGE POUR HAUTE ET MOYENNE TENSION. La présente invention se rapporte à un disjoncteur à gaz de soufflage pour haute ou moyenne tension. Elle concerne plus précisément un disjoncteur à gaz de soufflage comprenant une enveloppe remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques sous pression, un contact d'arc fixe et un équipage mobile relié à un organe de manoeuvre et comprenant un cylindre de soufflage associé à une buse de soufflage et coopérant avec au moins un piston, et un contact d'arc mobile porté par une pièce tubulaire intérieure au cylindre de soufflage, la paroi interne de ladite pièce tubulaire comportant un goulot d'étranglement de section inférieure à la section intérieure de la pièce tubulaire et coaxiale à celle-ci. Un tel disjoncteur est décrit dans la demande de brevet française n02 676 858 déposée le 23 mai 1991 par la Déposante. Selon ce document antérieur, la section minimale du goulot d'étranglement est d'un diamètre inférieur ou égale au diamètre de la section intérieure du contact d'arc mobile et supérieur ou égal à 0,75 fois le diamètre de la section intérieure du contact d'arc mobile. Ceci a pour fonction d'augmenter la densité du gaz autour du contact mobile et d'assurer une meilleure tenue diélectrique lors de la coupure de faibles courants capacitifs. Si le diamètre était inférieur à 0,75 fois le diamètre interne du contact d'arc mobile, le goulot deviendrait nuisible lors de la coupure de forts courants où il est besoin d'une section de passage suffisante dans la pièce tubulaire pour assurer un soufflage et une désionisation du volume entre les contacts d'arc. Il s'avère qu'un tel agencement est adapté à la coupure des faibles courants mais pose des problèmes lors de la coupure des forts courants, où compte-tenu de la forte pression de gaz il apparaît un effet de bouchage en amont du goulot d'étranglement. La présente invention résout ces problèmes par un perfectionnement de cet agencement connu particulièrement simple et efficace qui permet de plus de s'affranchir des contraintes dimensionnelles explicitées dans le document antérieur cité plus haut. Pour ce faire, selon l'invention, le goulot d'étranglement est escamotable au moins partiellement sous l'effet d'une forte pression du gaz. Dans le cas où le goulot d'étranglement est formé d'une partie déformée d'un revêtement tubulaire disposé sur la paroi interne de ladite pièce tubulaire, selon une première variante, cette partie déformée est située à proximité d'une extrémité libre du revêtement tubulaire opposée au contact d'arc mobile et est déformable élastiquement en position de fonctionnement sous l'effet d'une forte pression de gaz. Afin de permettre son retour en position non escamotée, avantageusement, ladite extrémité du revêtement tubulaire est sollicitée par un ressort de rappel. Selon un mode de réalisation préféré, ledit ressort est un ressort hélicoïdal coaxial à la pièce tubulaire et intercalé en butée entre un premier épaulement agencé sur ladite extrémité du revêtement et un second épaulement fixé sur la paroi interne de la pièce tubulaire. Afin d'améliorer encore l'écoulement du gaz lors de fortes pressions, la partie déformée peut comporter des orifices d'écoulement du gaz, ainsi que le second épaulement. Selon une seconde variante, dans laquelle le goulot d'étranglement est formé d'au moins une partie déformée d'un revêtement tubulaire disposé sur la paroi interne de ladite pièce tubulaire, cette partie déformée est située à proximité d'une extrémité libre du revêtement tubulaire opposée au contact d'arc mobile et est associée à une seconde partie pour former ledit goulot, cette seconde partie étant déplaçable parallèlement à l'axe longitudinal de la pièce tubulaire sous l'effet d'une forte pression de gaz. Ladite seconde partie est sollicitée par un ressort de rappel. Ledit ressort est un ressort hélicoïdal coaxial à la pièce tubulaire et intercalé en butée entre un premier épaulement agencé sur ladite seconde partie et un second épaulement fixé sur la paroi interne de la pièce tubulaire. Le second épaulement comporte des orifices d'écoulement du gaz. L'invention est décrite 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, selon une première variante de réalisation, en cas de coupure de faibles courants. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du même disjoncteur, en cas de coupure de forts courants. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention, selon une seconde variante de réalisation, en cas de coupure de faibles courants. La figure 4 est une vue en coupe longitudinale du même disjoncteur, en cas de coupure de forts courants. Dans l'enveloppe isolante cylindrique 1 remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques, en général du SF6, sont logés le contact permanent fixe 2, le contact d'arc fixe 3, l'équipage mobile comprenant un cylindre de soufflage 4 portant le contact permanent mobile 5, une buse de soufflage 6, un piston de soufflage 7 et une pièce tubulaire 8 coaxiale et intérieure au cylindre 4, portant le contact d'arc mobile 9 et reliée à un organe de manoeuvre. L'équipage mobile est représenté en position d'ouverture et le gaz est soufflé par le piston 7 d'une part dans la buse de soufflage 6 et d'autre part dans la pièce tubulaire 8 portant le contact d'arc mobile 9. Ce gaz est ensuite évacué par au moins une ouverture prévue à proximité de l'extrémité non représentée de la pièce tubulaire 8. Cette pièce tubulaire 8 est pourvue à proximité des contacts 9 d'un goulot d'étranglement formé par une partie déformée 10 d'un tube métallique 11 qui protège en outre la pièce tubulaire 8 contre les effets de la température élevée. Cette partie déformée 10 est symétrique par rapport à l'axe longitudinal de la pièce tubulaire 11. La partie déformée 10 est escamotable sous l'effet d'une forte pression du gaz. Pour ce faire, selon la première variante de réalisation représentée sur les figures 1 et 2, elle est située à proximité d'une extrémité 12 libre du revêtement tubulaire 11 opposée au contact d'arc mobile 9 et est déformable élastiquement en position de fonctionnement sous l'effet de fortes pressions. Cette extrémité 12 du revêtement tubulaire 11 est sollicitée par un ressort 13 de rappel hélicoïdal coaxial à la pièce tubulaire 8 et intercalé en butée entre un premier épaulement 14 agencé sur ladite extrémité 12 du revêtement 11 et un second épaulement 15 fixé sur la paroi interne de la pièce tubulaire 8. Par ailleurs, la partie déformée 10 comporte des orifices 16, 17 d'écoulement du gaz. Le second épaulement 15 comporte également des orifices 18 d'écoulement du gaz. En cas de coupure de faibles courants, comme représenté sur la figure 1, la partie 10 formant le goulot d'étranglement est à sa position de repos puisque sollicitée par une pression de gaz insuffisante pour entraîneur sa déformation élastique. La section de passage est alors à sa dimension minimale, ce qui a pour effet d'augmenter la densité du gaz autour du contact d'arc mobile 9 et d'assurer une bonne tenue diélectrique. En cas de coupure de forts courants, comme représenté sur la figure 2, la forte pression engendrée par l'augmentation de la température provoqué par l'arc pousse la partie 10 et la déforme à l'encontre de l'effort du ressort de compression 13 dans une position moins courbée. La section de passage est ainsi augmentée. Par ailleurs le gaz entre par les orifices 16 pour s'écouler sous la partie 10 et s'évacuer par les orifices 17 et 18. La partie 10 présente alors un obstacle minimal à l'écoulement du gaz, ce qui permet d'éviter toute surpression en amont et tout effet de bouchage. Une fois le gaz évacué, le ressort de rappel 13 pousse sur le premier épaulement 14 et ramène la partie 10 dans sa position de repos. Les figures 3 et 4 représentent une seconde variante de réalisation. Le goulot d'étranglement est formé d'une part d'une partie déformée 22 du revêtement tubulaire 11 disposé sur la paroi interne de ladite pièce tubulaire 8, cette partie déformée 22 étant située à proximité de l'extrémité 12 libre du revêtement tubulaire 11 opposée au contact d'arc mobile 9 et d'autre part d'une seconde partie 19, cette seconde partie 19 étant déplaçable parallèlement à l'axe longitudinal de la pièce tubulaire 8 sous l'effet d'une forte pression de gaz. Cette seconde partie 19 est sollicitée par un ressort 20 de rappel qui de préférence est un ressort hélicoïdal coaxial à la pièce tubulaire 8 et intercalé en butée entre un premier épaulement 21 agencé sur ladite seconde partie 19 et un second épaulement 15 fixé sur la paroi interne de la pièce tubulaire 8. Par ailleurs, la seconde partie 19 comporte des orifices 23 et le second épaulement 15 comporte également des orifices 18 d'écoulement du gaz. En cas de coupure de faibles courants, comme représenté sur la figure 3, les parties 22 et 19 formant le goulot d'étranglement sont à leur position de repos puisque sollicitées par une pression de gaz insuffisante pour entraîner le déplacement de la seconde partie 19 à l'encontre de l'effort du ressort 20. La section de passage est alors à sa dimension minimale, ce qui a pour effet d'augmenter la densité du gaz autour du contact d'arc mobile 9 et d'assurer une bonne tenue diélectrique. En cas de coupure de forts courants, comme représenté sur la figure 4, la forte pression engendrée par l'augmentation de la température provoqué par l'arc pousse la seconde partie 19 à l'encontre de l'effort du ressort de compression 20 dans une position éloignée de la première partie 22. L'intervalle de passage entre ces deux parties 19 et 22 est ainsi important et le gaz entre par cet intervalle pour s'écouler sous la partie 19 et s'évacuer par les orifices 23 et 18. La section de passage est ainsi augmentée et les parties 19 et 22 présentent alors un obstacle minimal à l'écoulement du gaz, ce qui permet d'éviter toute surpression en amont et tout effet de bouchage. Une fois le gaz évacué, le ressort de rappel 20 pousse sur le premier épaulement 21 et ramène la partie 19 dans sa position de repos à proximité de la première partie 22. L'invention s'applique aux disjoncteurs à haute ou moyenne tension de type conventionnel à enveloppe isolante ou de type à enveloppe métallique reliée à la terre. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur à gaz de soufflage comprenant une enveloppe (1) remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques sous pression, un contact d'arc fixe (3) et un équipage mobile relié à un organe de manoeuvre et comprenant un cylindre de soufflage (4) associé à une buse de soufflage (6) et coopérant avec au moins un piston (7), et un contact d'arc mobile (9) porté par une pièce tubulaire (8) intérieure au cylindre de soufflage (4), la paroi interne de ladite pièce tubulaire (8) comportant un goulot d'étranglement de section inférieure à la section intérieure de la pièce tubulaire (8) et coaxiale à celle-ci, disjoncteur caractérisé en ce que ledit goulot d'étranglement est escamotable au moins partiellement sous l'effet d'une forte pression du gaz. 2) Disjoncteur selon la revendication 1, dans lequel le goulot d'étranglement est formé d'une partie déformée (10) d'un revêtement tubulaire (11) disposé sur la paroi interne de ladite pièce tubulaire (8), caractérisé en ce que cette partie déformée (10) est situé à proximité d'une extrémité (12) libre du revêtement tubulaire (11) opposée au contact d'arc mobile (9) et est déformable élastiquement en position de fonctionnement sous l'effet d'une forte pression de gaz. 3) Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite extrémité (12) du revêtement tubulaire (11) est sollicitée par un ressort (13) de rappel. 4) Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit ressort (13) est un ressort hélicoïdal coaxial à la pièce tubulaire (8) et intercalé en butée entre un premier épaulement (14) agencé sur ladite extrémité (12) du revêtement (11) et un second épaulement (15) fixé sur la paroi interne de la pièce tubulaire (8). 5) Disjoncteur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la partie déformée (10) comporte des orifices (16, 17) d'écoulement du gaz. 6) Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second épaulement (15) comporte des orifices (18) d'écoulement du gaz. 7) Disjoncteur selon la revendication 1, dans lequel le goulot d'étranglement est formé d'au moins une partie déformée (22) d'un revêtement tubulaire (11) disposé sur la paroi interne de ladite pièce tubulaire (8), caractérisé en ce que cette partie déformée (22) est située à proximité d'une extrémité (12) libre du revêtement tubulaire (11) opposée au contact d'arc mobile (9) et est associée à une seconde partie (19) pour former ledit goulot, cette seconde partie (19) étant déplaçable parallèlement à l'axe longitudinal de la pièce tubulaire (8) sous l'effet d'une forte pression de gaz. 8) Disjoncteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite seconde partie (19) est sollicitée par un ressort (20) de rappel. 9) Disjoncteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit ressort (20) est un ressort hélicoïdal coaxial à la pièce tubulaire (8) et intercalé en butée entre un premier épaulement (21) agencé sur ladite seconde partie (19) et un second épaulement (15) fixé sur la paroi interne de la pièce tubulaire (8). 10) Disjoncteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le second épaulement (15) comporte des orifices (18) d'écoulement du gaz.