Brevet FR2724765A1 — publié le 19960322

DISJONCTEUR A HAUTE TENSION A ENVELOPPE METALLIQUE La présente invention concerne un disjoncteur à haute tension (par exemple de 72,5 kV) du type à enveloppe métallique, connu par le terme anglais de "dead tank". Un tel disjoncteur comprend, pour chaque phase, une enveloppe métallique étanche, remplie d'un gaz à bonnes propriétés diélectriques, tel que l'hexafluorure de soufre. A l'intérieur de l'enveloppe sont placés les pièces de coupure classiques d'un disjoncteur à autosoufflage d'arc, à savoir: contacts principaux fixe et mobile, contacts d'arc fixe et mobile, cylindre de soufflage, piston de soufflage, buse de soufflage. Le piston de soufflage est par exemple fixe, le cylindre de soufflage, la buse de soufflage étant, ainsi que les contacts mobiles, fixés à une tringle de manoeuvre qui traverse l'enveloppe de manière étanche et qui est reliée extérieurement à un mécanisme de manoeuvre. Le disjoncteur est complété par des traversées isolantes pour la liaison avec les contacts fixes et les contacts mobiles respectivement. Un but de la présente invention est de réaliser un disjoncteur du type précité de coût très réduit. Une autre but de l'invention est de réaliser un appareil de montage facile, en particulier en ce qui concerne le centrage des pièces de coupure. L'invention a pour objet un disjoncteur tel que défini dans les revendications. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit maintenant en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente un pôle du disjoncteur selon l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie, en coupe partielle, de la partie A de la figure 1, - la figure 3 est une vue agrandie, en coupe partielle, de la partie B de la figure 1, - la figure 4 est une vue agrandie, en coupe partiele, de la partie C de la figure 1, - la figure 5 est une vue agrandie, en coupe partiele, de la partie D de la figure 1. L'invention est fondée sur la remarque qu'un des éléments importants du prix d'un disjoncteur à enveloppe métallique est précisement le coût de cette enveloppe, réalisée généralement en fonderie d'aluminium. La raison en est que les formes habituellement utilisées sont complexes, ce qui augmente la difficulté de réalisation, donc le prix des moules. Le disjoncteur de l'invention possède une pièce de fonderie réduite au minimum. Comme le montre la figure 1, qui représente une vue générale d'un pôle du disjoncteur de l'invention, le disjoncteur est caractérisé en ce que l'une des traversées, référencée gobalement 1 dans la figure 1, est disposée dans le prolongement de l'axe de la chambre de coupure délimitée par l'enveloppe cylindrique 2; de la sorte la traversée 1, l'enveloppe 2 et la tringle de manoeuvre 3 ont même axe xx'; le disjoncteur est également caractérisé en ce que les deux traversées 1 et 4 font entre elles un angle de 45 degrés. On désigne dans la suite par yy' l'axe de la traversée 4. Plus généralement, les traversées 1 et 4 d'un pôle de disjoncteur selon l'invention feront entre elles un angle compris entre 40 et 60 degrés. Cette disposition permet de réaliser le pôle du disjoncteur avec une pièce de fonderie très réduite et de forme simple. On a référencé 6 et 7 des tores de mesures engagés respectivement autour des traversées 1 et 4. Comme le montre la figure 2, représentant, à échelle agrandie, la portion A de la figure 1, le pôle comprend une pièce de fonderie d'aluminium ou d'alliage amagnétique, référencée globalement 20, et qui a la forme générale de deux cylindres 21 et 22, dont les axes respectifs xx' et yy', coincidant avec les axes des traversées, font entre eux un angle de 45 degrés (plus généralement 40 à 60 degrés). Les cylindres sont ouverts chacun à une extrémité où ils se terminent par des brides 21A et 22C respectivement; les cylindres sont réunis par leur seconde extrémité par une surface arrondie 23 présentant une ouverture circulaire 24 centrée sur l'axe xx' et destinée au passage de la tringle de manoeuvre 3 du disjoncteur. On note que le cylindre 22 est en réalité constituée d'une portion 22A reliée à une portion 22B de diamètre un peu inférieur par un épaulement 22D. En référence à la figure 3, on va maintenant décrire la portion B de la figure 1. Le disjoncteur, dont toutes les pièces sont de révolution autour de l'axe xx'comprend deux blocs métalliques fixes, respectivement à chacune de ses extrémités, 31 et 32. Le bloc 32 est de forme cylindrique avec un fond muni d'un trou central pour le passage de la tringle de manoeuvre 3. Au bloc 31 sont fixés, d'une part une couronne de doigts de contact 33 constituant le contact principal fixe du disjoncteur, et une tige 34 constituant le contact d'arc du disjoncteur. Au bloc 32 est fixé, par une tige tubulaire 35, un piston de soufflage 35A de section annulaire et traversé de manière étanche par une tige métallique 36 solidaire de la tringle de manoeuvre 3. A la tige 36 est fixée une couronne de doigts de contact 37 constituant le contact d'arc mobile du disjoncteur; à la tige 36 est également fixée une couronne solidaire d'une portion cylindrique 39 dont une extrémité de diamètre réduit 39A constitue le contact pricipal mobile du disjoncteur, et dont l'autre partie 39B constitue le cylindre de soufflage du disjoncteur. La couronne 38 est percée de trous 38A pour le passage du gaz de soufflage. La portion 39A porte une buse de soufflage 40. Le passage du courant entre le contact principal mobile 39A et le bloc 32 est assuré par des doigts de contact 41. Toute cette construction du disjoncteur est tout-àfait classique et ne fait pas partie de l'invention. Blle n'est donnée qu'à titre d'exemple et peut être remplacée par toute disposition équivalente et plus complète. Une caractéristique de l'invention est la réalisation de l'enveloppe entourant la chambre de coupure. Elle comprend un tube 45, de préférence en aluminium, dont une première extrémité est disposée à l'intérieur d'un épaulement 21A' de la bride 21A, et dont la seconde extrémité est disposée à l'intérieur d'un épaulement 46A d'une bague métallique 46. Des joints non référencés, mais visible dans la figure 3, assurent l'étanchéité entre le tube 45 et les épaulements précités. Des tiges 48, par exemple au nombre de six, sont disposées parallèlement à l'axe xx' et s'étendent entre la bride 21A et la bague 46. Ces tiges sont filetées à leurs extrémités. Une extrémité filetée 48A de la tige 48 est vissée dans un trou taraudé de la bride 21A; l'autre extrémité 48B traverse la bague 46 et est serrée par un écrou 49. Les tiges 48 permettent d'assurer une bonne rigidité à la chambre de coupure en maintenant le tube 45 en compression. L'habillage par l'enveloppe métallique 45 permet une économie important du volume de fonderie et, par suite, du prix de revient de l'appareil. On se reportera maintenant à la figure 4, qui est une vue agrandie de la portion C de la figure 1, avec coupe partielle et non représentation du tore de mesure 6. La traversée 1 comprend une tige métallique 50 à l'intérieur d'une enveloppe isolante en céramique 60. L'enveloppe 60 comprend une partie isolante 60A, de préférence en céramique, et une partie métallique 60B, de préférence en aluminium, avec interposition d'un joint d'étanchéité 60C. La portion 60A est munie d'ailettes 61; la portion 60B sert de logement à un tore de mesure 6, non représenté dans la figure 4, mais visible dans la figure 1. La tige métallique 50 est munie à une extrémité d'une bride 51 munie d'alésages pour son vissage sur le bloc 31 à l'aide de boulons 52. La tige 50 est fixée par un flasque métallique 53 et un écrou 54 coopérant avec une première portion filetée 50A. Des joints non référencés assurent l'étanchéité entre le flasque 53 et l'enveloppe isolante 60 d'une part, et entre le flasque métallique 53 et la tige 50 d'autre part. La pression exercée par l'écrou 54 assure le parfait maintien de la collonne 60 dont la partie 60B est vissée à l'aide de vis 55 et d'écrous 56 à la couronne 46. La chambre de coupure est fermée pa un cône isolant 70 dont le pied est serré à l'aide de vis 71 et d'écrous 72 entre la couronne 46 et une rondelle 73. De part et d'autre du cône isolant, la tige 50 est munie de pare-effluves 75 et 76 75 et 76 qui sont vissés sur une portion filetée de la tige 50. En se référant à la figure 5, qui représente à échelle agrandie la portion D de la figure 1, on constate que la traversée 4 est construite de manière similaire à celle de la traversée 1. Elle comprend une tige métallique 80 à l'intérieur d'une enveloppe isolante 81 munie d'ailettes 82. L'enveloppe isolante 81 est positionnée en appui sur la bride 22C. On observe que c'est la portion cylindrique amincie 22A de la fonderie 20 qui sert de support au tore de mesure 7. La tige 80 est vissée par une première extrémité filetée 80A à un bloc métallique 90 fixé lui-même par des vis 91 au bloc 32, assurant ainsi la continuité électrique. L'autre extrémité de la tige 80 traverse un flasque métallique 83 et coopère par une seconde portion filetée 80B avec un écrou 84; le serrage assure la rigidité de la traversée 4. Des joints non référencés assurent l'étanchéité entre le flasque 83 et la tige 80 d'une part, et entre le flasque métallique 83 et l'enveloppe céramique 81 d'autre part. La tige 70 est maintenue par un cône isolant 85 dont la base s'appuie sur l'épaulement 22D et y est fixée à l'aide d'une rondelle 86 et de vis 87. Des pare-effluves 88 et 89 sont vissés sur la tige 80, de part et d'autre du cône 85. Des orifices non représentés permettent le remplissage de la chambre de coupure et des traversées avec un gaz à bonnes propriétés diélectriques, tel que l'hexafluorure de soufre, sous une pression de quelques hectopascals. Le montage du pôle de disjoncteur selon l'invention est particulèrement simple. Le jeu 95 95 entre la périphérie de la base do cône 70 et la couronne 46 permet d'ajuster le centrage de l'ensemble comprenant la tige 50, les éléments de coupure (du bloc 31 à la pièce 90) et la tringle de manoeuvre 3. Après centrage, les écrous 72 sont serrés, aisi que le pare-effluves 75. Par sa disposition constructive, favorisant les économies de matière et de main d'oeuvre de montage, le disjoncteur selon l'invention est particulièrement économique. REVENDICATIONS 1/ Disjoncteur à haute tension à enveloppe métallique comprenant pour chaque phase une enveloppe (45) remplie d'un gaz diélectrique sous pression enfermant un ensemble de coupure de révolution axiale comportant notamment des contacts fixes 33j 34) et des contacts mobiles ( 37, 39A) entraînés par une tringle de manoeuvre (3) traversant de manière étanche ladite enveloppe, et deux traversées isolantes de révolution (1, 4) reliées électriquement aux contacts fixes et aux contacts mobiles respectivement, caractérisé en ce que l'axe de l'une (1) des traversées est commun à l'axe (x, x') de l'ensemble de coupure. 2/ Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes (xx', yy') des traversées (1, 4) font entre eux un angle compris entre 40 et 60 degrés. 3/ Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de fonderie (20) ayant la forme de deux portions cylindriques (21, 22) dont les axes font entre eux un angle compris entre 40 et 60 degrés, terminées respectivement à l'une de leurs extrémités par une bride (21A, 22C) et réunies à leur autre extrémité par une portion arrondie fermée (23) avec un orifice pour le passage de la tringle de manoeuvre (3). 4/ Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisée en ce que la chambre de coupure est délimitée latéralement par un tube métallique (45) tenu par serrage, entre l'une (21A) des brides précitées et une bague (46), aux moyens de tiges disposées à l'intérieur dedit tube, parallèlement à l'axe dudit tube et vissés sur ladite bride (21A) et ladite bague (46). 5/ Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit tube est en aluminium. 6/ Disjoncteur selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les traversées comprennent une tige métallique (50, 80) filetée à chaque extrémité, vissée respectivement à l'une des extrémités (31, 90) de l'ensemble de coupure, entourée d'une enveloppe isolante coaxiale (60, 81) en appui par une première extrémité sur lesdites brides (21A, 22C) respectivement et fermée à l'autre extrémité par un flasque (53, 83) serré par un écrou (54, 84). 7/ Disjoncteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque tige (50, 80) traverse un cône isolant (70, 85) serré entre des pare-effluves (75, 76; 88, 89) vissés sur la tige.