Brevet FR2753564A1 — publié le 19980320

DISJONCTEUR A AUTO-SOUFFLAGE ET COMPRESSION REDUITE. La présente invention se rapporte à un disjoncteur à auto-soufflage et compression réduite, en particulier à haute tension. On connaît du document FR-2 715 499 un disjoncteur du type à auto-soufflage, comprenant une enveloppe remplie d'un gaz diélectrique sous pression, deux contacts d'arc coopérant entre eux, l'un au moins faisant partie d'un ensemble de contact mobile solidaire d'un organe de manoeuvre et adapté pour être déplacé axialement dans l'enveloppe lors d'une manoeuvre d'ouverture entre une position de fermeture et une position d'ouverture, l'ensemble de contact mobile étant constitué par un premier tube délimitant avec un second tube coaxial au premier tube, de part et d'autre d'une couronne reliée au premier tube, une chambre de soufflage et une chambre de compression communiquant avec la chambre de soufflage et fermée par un piston semi-mobile, ce disjoncteur comportant des premiers moyens pour immobiliser le piston pendant une première partie du déplacement de l'ensemble de contact mobile entre la position de fermeture et la position d'ouverture et des seconds moyens pour déplacer axialement le piston avec l'ensemble de contact mobile pendant une seconde partie de ce même déplacement de l'ensemble de contact mobile. Dans le cas de faibles courants à couper, l'extinction de l'arc se produisant entre les contacts d'arc pendant une opération d'ouverture se fait à l'aide d'une compression du gaz dans la chambre de compression. Or l'extinction de l'arc obtenue par un flux de gaz provenant de la chambre de compression s'opère avant la fin du déplacement de l'ensemble de contact mobile. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de comprimer le gaz dans la chambre de compression pendant tout le déplacement de l'ensemble de contact mobile. A partir de l'instant où le piston se déplace avec l'ensemble de contact mobile, la quantité d'énergie nécessaire pour manoeuvrer l'ensemble de contact mobile est très réduite du fait qu'il n'y a plus de compression de gaz. Selon ce document antérieur, lesdits moyens comportent un moyen pneumatique coopérant avec des moyens mécaniques. Selon un mode de réalisation préféré, les seconds moyens mécaniques pour déplacer axialement le piston comprennent un organe d'entraînement solidaire de l'ensemble de contact mobile qui entraîne un élément de butée lié au piston pendant la seconde partie du déplacement de l'ensemble de contact mobile, cet élément de butée étant disposé sur le trajet de l'organe d'entraînement. Les premiers moyens mécaniques pour immobiliser le piston comprennent un ressort disposé entre un élément fixe et une paroi d'extrémité du piston et un organe de retenue fixe coopérant avec une paroi de butée du piston. Le moyen pneumatique est un moyen de mise en dépression de l'espace compris entre l'organe de retenue fixe et la paroi de butée, cet espace étant rendu étanche. Un tel agencement est relativement complexe et d'un coût de fabrication important. Le but de l'invention est de réaliser un disjoncteur à compression réduite de fabrication plus simple et donc moins coûteuse, qui ne nécessite pas une énergie d'actionnement importante. Pour ce faire, conformément à l'invention, le second tube est fixe, ladite couronne coulissant sur ce second tube lors d'une manoeuvre d'ouverture, et les premiers moyens pour immobiliser le piston comprennent au moins un ressort disposé entre ladite couronne et le piston et un organe de retenue fixe bloquant un agencement de butée lié au piston et les seconds moyens pour déplacer axialement le piston comprennent un organe de déblocage dudit agencement de butée, solidaire de l'ensemble de contact mobile. L'agencement selon l'invention a pour avantage de pouvoir être facilement adapté à des disjoncteurs standards et de plus être adapté aisément aux intensités de courant qui doivent être coupés. Selon le mode de réalisation préféré, ledit agencement de butée est constitué d'au moins une bille disposée dans une cavité pratiquée dans le piston et roulant sur le second tube et l'organe de retenue fixe est constitué d'un épaulement réalisé sur le second tube. Avantageusement, au moins une tige solidaire de l'ensemble mobile est disposée entre le premier et le second tube parallèlement à ceux-ci, cette tige traversant le piston, de telle façon que la bille roule également sur la tige, et ayant une de ses extrémités reliée à la couronne, et ledit organe de déblocage est constitué d'un évidement longitudinal réalisé dans la tige à partir de ladite extrémité, dimensionné de telle façon que la distance entre ledit épaulement et le fond de l'évidement soit sensiblement égale au diamètre de la bille. De préférence, l'organe de manoeuvre est constitué d'une barre coaxiale aux premier et second tubes et reliée à l'ensemble mobile par l'intermédiaire d'au moins un élément plat radial traversant une fente réalisée dans le second tube et solidaire d'une couronne d'extrémité fixée à l'extrémité opposée aux contacts du premier tube. Ladite couronne d'extrémité peut supporter un moyen de butée destiné à coopérer avec une partie fixe en fin de manoeuvre d'ouverture. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures 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 en position de fermeture. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention en position intermédiaire lors d'une manoeuvre d'ouverture de fermeture. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention en position d'ouverture. La figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV. Le disjoncteur du type à auto-soufflage représenté sur les figures 1 à 3 comprend une enveloppe 1 remplie d'un gaz diélectrique sous pression, deux contacts d'arc 2A, 4A coopérant entre eux, l'un 4A au moins faisant partie d'un ensemble de contact mobile solidaire d'un organe de manoeuvre 3 et adapté pour être déplacé axialement dans l'enveloppe 1 lors d'une manoeuvre d'ouverture entre une position de fermeture et une position d'ouverture. L'ensemble de contact mobile est constitué par un premier tube 6 délimitant avec un second tube 7 coaxial au premier tube, de part et d'autre d'une couronne 8 reliée au premier tube 6, une chambre de soufflage 16 et une chambre de compression 9 communiquant avec la chambre de soufflage 16 et fermée par un piston semi-mobile 11 équipé d'au moins un clapet unidirectionnel 22 empêchant la sortie du gaz de la chambre de compression 9. La couronne 9 est pourvue d'orifices équipés de clapets unidirectionnels (non visibles sur les figures 1 à 3) permettant le passage du gaz de la chambre de compression 9 vers la chambre de soufflage 16. Ce disjoncteur comporte des premiers moyens pour immobiliser le piston pendant une première partie du déplacement de l'ensemble de contact mobile entre la position de fermeture et la position d'ouverture et des seconds moyens pour déplacer axialement le piston avec l'ensemble de contact mobile pendant une seconde partie de ce même déplacement de l'ensemble de contact mobile. Le second tube 7 est fixe, ladite couronne 8 coulissant sur ce second tube 7 lors d'une manoeuvre d'ouverture. Le premier tube 6 quant à lui coulisse lors d'une manoeuvre sur une autre tube fixe 21 coaxial externe. L'organe de manoeuvre 3 est constitué d'une barre coaxiale aux premier et second tubes 6, 7 et reliée à l'ensemble mobile par l'intermédiaire d'au moins un élément plat radial 18 traversant une fente réalisée dans le second tube 7 et solidaire d'une couronne d'extrémité 19 fixée à l'extrémité opposée aux contacts du premier tube 6. La couronne d'extrémité 19 supporte un moyen de butée 20 destiné à coopérer avec une partie fixe en fin de manoeuvre d' ouverture. Les premiers moyens pour immobiliser le piston comprennent au moins un ressort 23 disposé entre la couronne 8 et le piston 11 et un organe de retenue fixe bloquant un agencement de butée lié au piston 11 monté coulissant entre le premier tube 6 et le second tube 7. Cet agencement de butée est constitué d'au moins une bille 10 disposée dans une cavité pratiquée dans le piston 11 et roulant sur le second tube 7 et l'organe de retenue fixe est constitué d'un épaulement 12 réalisé sur le second tube 7. L'épaulement 12 est plus précisément réalisé par usinage du second tube 7 à deux diamètres différents, son diamètre étant inférieur de son extrémité côté contacts jusqu'à l'épaulement 12. Plusieurs billes 10 sont disposées en couronne sur la face interne du piston 11, chaque bille étant logée dans une cavité où elle est maintenue , ne pouvant que rouler. En position de fermeture du disjoncteur, comme représentée sur le figure 1, les billes 10 sont en butée contre l'épaulement 12, le piston 11 étant poussé dans cette position par le ressort 23. Les seconds moyens pour déplacer axialement le piston 11 comprennent un organe de déblocage dudit agencement de butée constitué par les billes 10 qui est solidaire de l'ensemble de contact mobile. Au moins une tige 15 solidaire de l'ensemble mobile est disposée entre le premier et le second tube parallèlement à ceux-ci. Cette tige 15 traverse le piston 11 de façon coulissante, de telle façon que la bille 10 roule également sur la tige 15, et a une de ses extrémités reliée à la couronne 8. Son autre extrémité est fixée sur la couronne d'extrémité 19. L'organe de déblocage est constitué d'un évidement 17 longitudinal, par exemple un méplat, réalisé dans la tige 15 à partir de l'extrémité fixé à la couronne 8 et dimensionné de telle façon que la distance entre l'épaulement 12 et le fond de l'évidement 17 soit sensiblement égale au diamètre de la bille 10. La longueur de l'évidement 17 est déterminée selon la plage de compression souhaitée, compte-tenu que la bille 10 est débloquée lorsque cet évidement 17 arrive en vis-à-vis de celle-ci. Le fonctionnement du disjoncteur est donc le suivant. De la position de fermeture représentée sur la figure 1 à la position intermédiaire représentée sur la figure 2, le piston 11 est poussé par le ressort 23 et la bille 10 est en butée contre l'épaulement 12. Le piston 11 est donc immobilisé tandis que l'ensemble mobile se déplace vers la droite (vu selon la figure). La chambre de compression 9 a son volume réduit et le gaz comprimé s'évacue dans la chambre de soufflage 16, soufflant l'arc. Dans la position représentée sur la figure 2, plus précisément en fin de compression, l'évidement 17 est en vis-à-vis de la bille 10 qui peut alors chevaucher l'épaulement 12 pour s'introduire dans l'évidement 17 où elle vient en butée avec l'extrémité de cet évidement 17. Le piston 11 est alors désolidarisé du tube fixe 7 pour être solidarisé avec la tige mobile 15 et se déplace avec l'ensemble mobile jusqu'à la position d'ouverture représentée sur la figure 3. Sur cette dernière plage de manoeuvre, il n'y a donc pas compression. La figure 4 représente un exemple d'agencement des orifices 5 équipant la couronne 8 et des tiges 15 fixées à celle-ci. Selon cet exemple, neuf tiges 15 sont fixées réparties sur la couronne 8. Les orifices 5 équipés de leur clapet unidirectionnel sont disposés entre ces tiges 15 en nombre déterminé selon le volume de compression du disjoncteur. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur du type à auto-soufflage, comprenant une enveloppe (1) remplie d'un gaz diélectrique sous pression, deux contacts d'arc (2A, 4A) coopérant entre eux, l'un (4A) au moins faisant partie d'un ensemble de contact mobile solidaire d'un organe de manoeuvre (3) et adapté pour être déplacé axialement dans l'enveloppe (1) lors d'une manoeuvre d'ouverture entre une position de fermeture et une position d'ouverture, l'ensemble de contact mobile étant constitué par un premier tube (6) délimitant avec un second tube (7) coaxial au premier tube, de part et d'autre d'une couronne (8) reliée au premier tube (6), une chambre de soufflage (16) et une chambre de compression (9) communiquant avec la chambre de soufflage (16) et fermée par un piston semi-mobile (11), ce disjoncteur comportant des premiers moyens pour immobiliser le piston pendant une première partie du déplacement de l'ensemble de contact mobile entre la position de fermeture et la position d'ouverture et des seconds moyens pour déplacer axialement le piston avec l'ensemble de contact mobile pendant une seconde partie de ce même déplacement de l'ensemble de contact mobile, caractérisé en ce que le second tube (7) est fixe, ladite couronne (8) coulissant sur ce second tube (7) lors d'une manoeuvre d'ouverture, et en ce que les premiers moyens pour immobiliser le piston comprennent au moins un ressort (23) disposé entre ladite couronne (8) et le piston (11) et un organe de retenue fixe bloquant un agencement de butée lié au piston (11) et les seconds moyens pour déplacer axialement le piston (11) comprennent un organe de déblocage dudit agencement de butée, solidaire de l'ensemble de contact mobile. 2) Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agencement de butée est constitué d'au moins une bille (10) disposée dans une cavité pratiquée dans le piston (11) et roulant sur le second tube (7) et l'organe de retenue fixe est constitué d'un épaulement (12) réalisé sur le second tube (7). 3) Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une tige (15) solidaire de l'ensemble mobile est disposée entre le premier et le second tube parallèlement à ceux-ci, cette tige (15) traversant le piston (11), de telle façon que la bille (10) roule également sur la tige (15), et ayant une de ses extrémités reliée à la couronne (8), et en ce que ledit organe de déblocage est constitué d'un évidement (17) longitudinal réalisé dans la tige (15) à partir de ladite extrémité, dimensionné de telle façon que la distance entre ledit épaulement (12) et le fond de l'évidement (17) soit sensiblement égale au diamètre de la bille (10). 4) Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre (3) est constitué d'une barre coaxiale aux premier et second tubes (6, 7) et reliée à l'ensemble mobile par l'intermédiaire d'au moins un élément plat radial (18) traversant une fente réalisée dans le second tube (7) et solidaire d'une couronne d'extrémité (19) fixée à l'extrémité opposée aux contacts du premier tube (6). 5) Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite couronne d'extrémité (19) supporte un moyen de butée (20) destiné à coopérer avec une partie fixe en fin de manoeuvre d'ouverture.