Brevet FR2761520A1 — publié le 19981002

L'invention concerne un disjoncteur, du type à auto soufflage, comprenant dans une enveloppe isolante destinée à être remplie d'un gaz diélectrique, un premier contact monté fixe dans l'enveloppe et un second contact monté pour pouvoir se déplacer dans l'enveloppe suivant une direction axiale. ce second contact faisant partie d'un équipage mobile incluant une buse de soufflage qui ferme une chambre de soufflage et, une chambre de compression dans laquelle se déplace un piston lorsqu'un organe de manoeuvre du disjoncteur est déplacé pour ouvrir ou fermer le disjoncteur. Un tel disjoncteur est déjà connu dans la demande de brevet français N"9211588. Dans ce disjoncteur connu. pendant une premiére partie de la course de 'organe de manoeuvre, lors d'une opération d'ouverture du disjoncteur. la majeure partie de l'équipage mobile incluant la chambre de compression, la chambre de soufflage, le second contact et la buse est déplacé dans l'enveloppe alors que le piston reste fixe dans l'enveloppe. Puis en fin de course de l'organe de manoeuvre, le piston est déplacé avec le reste de l'équipage mobile . Le gaz dans la chambre de compression est donc comprimé en même temps que les contacts se séparent mais seulement pendant une partie du déplacement du tube de manoeuvre. Un tel agencement nécessite donc une faible quantité d'énergie pour déplacer l'organe de manoeuvre. Le but de l'invention est de proposer un disjoncteur dans lequel l'énergie nécessaire pour déplacer l'organe de manoeuvre est encore plus faible. A cet effet, I'invention a pour objet un disjoncteur, du type à auto soufflage, comprenant dans une enveloppe isolante destinée à être remplie d'un gaz diélectrique, un premier contact monté fixe dans l'enveloppe et un second contact monté pour pouvoir se déplacer dans l'enveloppe suivant une direction axiale, ce second contact faisant partie d'un équipage mobile incluant une buse de soufflage qui ferme une chambre de soufflage et, une chambre de compression dans laquelle se déplace un piston lorsqu'un organe de manoeuvre du disjoncteur est déplacé pour ouvrir ou fermer le disjoncteur, caractérisé en ce que le piston est solidaire de l'organe de manoeuvre et en ce que l'équipage mobile est agencé de telle façon que, pendant une première partie de la course de l'organe de manoeuvre lors d'une opération d'ouverture du disjoncteur, le piston se déplace dans la chambre de compression qui reste fixe dans l'enveloppe, puis quand le piston arrive en butée dans la chambre de compression, I'ensemble de l'équipage mobile incluant la buse et le second contact est déplacé suivant la direction axiale. De cette façon, la compression de gaz se fait sans déplacer la majeure partie de l'équipage mobile et avant la séparation des contacts. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après en détails et illustré par les dessins suivants. La figure 1 montre de façon schématique en demi coupe axiale, le disjoncteur selon l'invention en position de fermeture. La figure 2 montre de façon schématique en demi coupe axiale, ce disjoncteur selon une position intermédiaire d'ouverture. La figure 3 montre de façon schématique en demi coupe axiale, ce disjoncteur selon une position finale d'ouverture. Le disjoncteur selon l'invention est un disjoncteur du type à auto soufflage pour un usage en moyenne tension notamment. Sur les figures 1 à 3, le disjoncteur selon l'invention comprend dans une enveloppe isolante cylindrique 1, par exemple en porcelaine, destinée à être remplie d'un gaz diélectrique sous une pression de quelques bars, notamment du SF6, deux contacts, dont l'un 2 est monté fixe dans l'enveloppe et l'autre 3 est monté pour pouvoir se déplacer dans l'enveloppe suivant une direction de déplacement axiale 4 entre une position de fermeture du disjoncteur (voir figure 1) et une position d'ouverture du disjoncteur (voir figure 3) comme cela est bien connu. Deux contacts 2 et 3 sont reliés respectivement à deux prises de courant du disjoncteur (non représentées). Le contact 3 fait partie d'un équipage mobile qui comprend un premier tube métallique 5 qui s'étend longitudinalement dans l'enveloppe suivant l'axe 4 et qui est monté coulissant suivant cette direction axiale dans un second tube 6 monté fixe dans l'enveloppe. Ce second tube 6 coaxiale au tube 5 porte des prises 7 qui viennent en contact avec le tube 5 pour assurer le passage du courant. Comme visible sur les figures, une ferrure 8 ferme une extrémité de l'enveloppe cylindrique 1 et une extrémité du tube 6. Cette ferrure 8 est traversée de façon étanche par un troisième tube 9 qui coulisse suivant la direction axiale 4 dans le tube 6 et dans le tube 5. Ce tube de manoeuvre 9 sert à déplacer l'équipage mobile suivant la direction axiale 4 pour fermer ou ouvrir le disjoncteur. Une première couronne 10 s'étend radialement entre le tube 5 et le tube 9. Cette couronne 10 est solidaire du tube 5 et est agencée pour coulisser de façon étanche le long du tube 9. Cette couronne 10 se prolonge par une patte se refermant sur le bord d'un extrémité du tube 5 (qui fait face à la ferrure 8) et qui est pourvue d'une gorge annulaire 11 dans laquelle prend prise un organe de retenue rétractable 12, du genre bille montée sur ressort, prévu sur la paroi inténeure du tube 6. Quand cet organe 12 est en prise dans la gorge 11, le tube 5 ne peut pas se déplacer dans le tube 6 suivant la direction axiale 4. Une second couronne 13 coaxiale à la couronne 10 s'étend radialement entre le tube 5 et le tube 9, à une certaine distance de la première couronne en se rapprochant du contact 3. Cette couronne 13 est solidaire du tube 9 et est agencée pour coulisser de façon étanche le long du tube 5. Cette couronne 13 joue le rôle d'un piston quand elle est déplacée vers la couronne 10. Plus particulièrement, la couronne 13 et la couronne 10 définissent entre elles et avec les tubes coaxiaux 9 et 5 une chambre annulaire de compression du gaz diélectrique à volume variable V1. L'autre extrémité du tube 5 porte. d'une part, une buse de soufflage 14 en forme de tulipe qui se rétrécie autour du contact 2 en position de fermeture du disjoncteur (figure 1) et, d'autre part, une couronne 15 coaxiale à la couronne 13 et qui s'étend radialement vers l'axe 4 et qui se prolonge suivant la direction axiale 4 par une portion tubulaire 16 portant le contact 3. Le contact 3, la portion tubulaire 16, la couronne 15 et le tube 5 définissent une chambre de soufflage annulaire à volume constant V2 fermé par la buse 14. Comme on peut le voir sur les figures, la couronne 13 peut se déplacer suivant la direction axiale 4 entre les couronnes 15 et 10 toutes deux solidaires du tube 5. Par conséquent, le piston 13 est mobile dans la chambre de compression mobile. La chambre de compression de volume V1 communique avec la chambre de soufflage de volume V2 par l'intermédiaire de tuyères 17 qui s'étendent suivant la direction axiale entre la couronne 15 et la couronne 10, ces tuyères traversant de façon étanche la couronne 13. Plus particulièrement, chaque tuyére 17 est solidarisée par ses deux extrémités respectivement aux couronnes 15 et 10, la couronne 13 pouvant coulisser le long de chaque tuyère. Le gaz présent dans la chambre de compression rentre dans la tuyère 17 par une ouverture latérale 18 de celle-ci, remonte la tuyère 17 et débouche par l'extrémité de celle-ci dans la chambre de soufflage. Le fonctionnement du disjoncteur est le suivant. Figure 1, le disjoncteur est fermé, c'est-å-dire que le courant passe par les deux contacts 2 et 3. Dans cette position du disjoncteur, la couronne 13 solidaire du tube 9 est poussée contre la couronne 15 et est éloignée de la couronne 10 de sorte que le volume V1 de la chambre de compression est maximal. Par ailleurs, le tube 5 occupe une position dans le tube 6 telle que l'organe de manoeuvre 12 est en prise dans la gorge 11 Figure 2, lors d'une opération d'ouverture du disjoncteur, le tube 9 est déplacé axialement dans le sens de la flèche O sur une certaine distance et entraîne avec lui la couronne 13 alors que le tube 5 est immobilisé par l'action de l'organe 12 dans la gorge 11 ce qui fait que cette couronne 13 se rapproche de la couronne 10 en coulissant le long des tuyères 17. Le volume V1 de la chambre de compression diminuant. le gaz dans cette chambre est comprimé alors qu'une partie de l'équipage mobile (tube 5. contact 3 et buse 14) reste fixe dans l'enveloppe. Par conséquent, la compression de gaz s'effectue sans déplacement d'une grande partie des éléments de l'équipage mobile, cette compression requérant donc peu d'énergie en comparaison d'une compression induisant le déplacement de l'ensemble de l'équipage mobile. Figure 3, quand la pression de gaz à l'intérieur de la chambre de compression atteint une certaine valeur, le gaz s'échappe, via les tuyères 17 dans la chambre de soufflage et en même temps, L'organe de retenue 12 se rétracte sous l'effet de la force de poussée exercée par la couronne 13 venant en butée contre la couronne 10. Le tube 9 poursuit sa course suivant la direction indiquée par la flèche O en entraînant l'ensemble de l'équipage mobile. Les deux contacts 2 et 3 se séparent progressivement et le gaz sous pression dans la chambre de soufflage est canalisé par la buse 14 pour souffler l'arc entre les contacts 2 et 3. Lors de la fermeture du disjoncteur, le tube 9 est remonté suivant la flèche F sur la figure 1. La couronne 13 solidaire du tube 9 coulisse d'abord le long des tuyères 17, le reste de l'équipage mobile restant fixe dans l'enveloppe. Après une certaine course du tube 9, la couronne 13 vient en butée contre la couronne 15 et à partir de là l'entraîne suivant la direction F. L'ensemble de l'équipage mobile revient alors dans la position montré sur la figure 1. Un volet cylindrique 19 solidaire du tube 9 vient fermer l'espace compris entre les couronnes 13 et 15 en position d'ouverture du disjoncteur et coulisse sur la portion tubulaire 16 lorsque le disjoncteur revient en position de fermeture. REVENDICATIONS 1/ Un disjoncteur, du type à auto soufflage, comprenant dans une enveloppe isolante (1) destinée à être remplie d'un gaz diélectrique, un premier contact (2) monté fixe dans l'enveloppe et un second contact (3) monté pour pouvoir se déplacer dans l'enveloppe suivant une direction axiale (4), ce second contact faisant partie d'un équipage mobile Incluant une buse de soufflage (14) qui ferme une chambre de soufflage et, une chambre de compression dans laquelle se déplace un piston (13) lorsqu'un organe de manoeuvre (9) du disjoncteur est déplacé pour ouvrir ou fermer le disjoncteur, caractérisé en ce que le piston (13) est solidaire de l'organe de manoeuvre (9) et en ce que l'équipage mobile est agencé de telle façon que pendant une première partie de la course de l'organe de manoeuvre lors d'une opération d'ouverture du disjoncteur, le piston (13) se déplace dans la chambre de compression qui reste fixe dans l'enveloppe, puis quand le piston arrive en butée dans la chambre de compression, I'ensemble de l'équipage mobile incluant la buse et le second contact est déplacé suivant la direction axiale. 2/ Le disjoncteur selon la revendication 1, dans lequel l'équipage mobile comprend un premier tube (5) monté mobile dans l'enveloppe suivant la direction axiale (4) et coaxial à un second tube (9) constituant l'organe de manoeuvre, une première couronne (10) qui est solidaire du premier tube (5) et qui s'étend radialement entre ce premier tube et le second tube, une seconde couronne (13) coaxiale à la première couronne et solidaire du second tube, une troisième couronne (15) coaxiale à la seconde couronne et solidaire du premier tube, des tuyères (17) qui s'étendent entre la première et la troisième couronne en traversant la seconde couronne pour canaliser le gaz sous pression de la chambre de compression vers la chambre de soufflage. un moyen (11,12) pour immobiliser ledit premier tube suivant la direction axiale pendant la première partie de la course de l'organe de manoeuvre. et dans lequel ladite seconde couronne constitue le piston. 3/ Le disjoncteur selon la revendication 2, dans lequel le moyen pour immobiliser le premier tube comprend une gorge annulaire (11) prévue sur le premier tube et un organe de retenue (12) à bille et ressort prévu sur un troisième tube (6) dans lequel coulisse le premier tube. 4/ Le disjoncteur selon la revendication 2, dans lequel chaque tuyère comporte une ouverture latérale (18) pour l'entrée des gaz de la chambre de compression vers l'intérieur de la tuyère.