Brevet FR2770678A1 — publié le 19990507

L'invention concerne un disjoncteur de générateur comprenant un premier contact de courant permanent et un premier contact d'arc fixes, un deuxième contact de courant permanent et un deuxième contact d'arc mobiles suivant une direction longitudinale pour être connectés ou séparés des contacts fixes, et.un moyen pour déplacer les contacts mobiles suivant la direction longitudinale de telle façon à séparer les contacts de courant permanent avant les contacts d'arc. Un tel disjoncteur est habituellement placé entre un générateur d'une centrale de production électrique et un transformateur relié à une ligne de transport d'énergie, et est connu de la demande de brevet FR 89 13279. Dans ce disjoncteur connu, les contacts mobiles sont déplacés suivant la direction longitudinale par des vérins pneumatiques, lesquels sont munis d'électrovannes commandées par une commande électronique sophistiquée pour synchroniser I'ouverture ou la fermeture des contacts d'arc par rapport aux contacts de courant permanent. Le but de l'invention est un disjoncteur de générateur dans lequel les contacts mobiles de courant permanent et d'arc sont déplacés par un mécanisme plus simple. A cet effet, I'invention a pour objet un disjoncteur de générateur comprenant un premier contact de courant permanent et un premier contact d'arc fixes, un deuxième contact de courant permanent et un deuxième contact d'arc mobiles suivant une direction longitudinale pour être connectés ou séparés des contacts fixes, et un moyen pour déplacer les contacts mobiles suivant la direction longitudinale de telle façon à séparer les contacts de courant permanent avant les contacts d'arc, caractérisé en ce que ce moyen comprend un arbre mobile suivant la direction longitudinale et solidaire du contact de courant permanent mobile, et une pièce qui possède deux branches formant un L et qui est mobile en rotation autour d'un axe fixe par rapport à la direction longitudinale et perpendiculaire à cette direction, une branche de cette pièce étant reliée au contact d'arc mobile par l'intermédiaire d'une première bielle, et l'autre branche étant reliée à l'arbre par l'intermédiaire d'une deuxième bielle. Selon l'invention, I'arbre mobile en traîne en déplacement le contact mobile de courant permanent et, par l'intermédiaire de la pièce en équerre, le contact d'arc mobile. Une seule commande mécanique de l'arbre mobile est suffisante pour déplacer les contacts mobiles en vue d'ouvrir ou de fermer le disjoncteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description illustrée par la figure unique qui présente très schématiquement en coupe un disjoncteur selon l'invention. Sur cette figure à gauche, le disjoncteur comprend un premier contact de courant permanent fixe 5 par rapport à un support non représenté, et un deuxième contact de courant permanent mobile 6 suivant une direction longitudinale L qui s'insère par une de ses extrémités en forme de tulipe dans une couronne de doigts de contact A portée par le contact de courant permanent fixe 5. Le contact de courant permanent 5 présente une patte 5B destinée à être raccordée à un transformateur élévateur de tension. Le contact de courant permanent mobile 6 est monté coulissant dans un tube de guidage métallique 4 destiné à être raccordé par une patte 4B à un générateur. Il est clair que le transformateur et le générateur sont interchangeables par rapport aux pattes de raccordement 4B et 5B. Un contact glissant 4A du tube de guidage 4 assure un passage de courant électrique entre le tube de guidage 4 et le contact de courant permanent mobile 6. Le disjoncteur comprend une chambre de coupure 15 étanche de forme tubulaire qui s'étend parallèlement à la direction longitudinale L et qui est maintenue fixe dans l'enveloppe du disjoncteur par des éléments connus non représentés. Un premier contact d'arc 15D creux est monté mobile suivant la direction longitudinale L à l'intérieur de la chambre de coupure 15 par l'intermédiaire d'une tige 15F qui saille hors de la chambre de coupure 15 par une ouverture munie d'un joint d'étanchéité coulissant 151. Un deuxième contact d'arc 15G est monté fixe dans la chambre de coupure 15 sur lequel coulisse le contact d'arc mobile 15D par l'intermédiaire d'une couronne de doigts de contact 15J. La chambre de coupure 15 est disposée dans le contact de courant permanent mobile 6 qui est de forme tubulaire et qui comprend un contact glissant 6A par lequel il coulisse par rapport à cette chambre de coupure 15. Une portion isolante 15C ne permet pas à un courant électrique de passer directement du contact d'arc fixe G au contact de courant permanent mobile 6. Le contact de courant permanent fixe 5 porte une couronne de doigts de contact 5D dans laquelle s'insère une tige de sectionneur 30 qui est mobile suivant la direction longitudinale L et qui coulisse par rapport à la chambre de coupure 15 par l'intermédiaire d'un contact glissant 15H assurant une liaison électrique entre la tige de sectionneur 30 et le contact d'arc fixe 15G. Le moyen selon l'invention pour déplacer les contact mobiles comprend un arbre 18 qui est manoeuvré en translation suivant la direction longitudinale L par une commande classique 1 et qui est solidaire du contact de courant permanent mobile 6 par l'intermédiaire d'une tige rigide 20, et une pièce 10 qui a sensiblement la forme d'un L avec deux branches et qui est mobile en rotation dans un plan perpendiculaire a la direction longitudinale L autour d'un axe R fixe et passant par l'intersection des deux branches. La branche la plus longue 10A est reliée à la tige 15F par l'intermédiaire d'une première bielle 10B. La branche la plus courte D est reliée a l'arbre 18 par l'intermédiaire d'une deuxième bielle 10C. Lorsque le disjoncteur est fermé, la branche longue 10A et la bielle 10B sont sensiblement parallèles à la direction longitudinale L, tandis que la branche courte 10D et la bielle 10C sont sensiblement perpendiculaires à cette direction longitudinale L. La figure unique montre le disjoncteur en position fermée. Lors d'une première phase d'ouverture: - I'arbre 18 est déplacé suivant la direction longitudinale L vers la droite de la figure dans le sens indiqué par la flèche o. - le contact de courant permanent mobile 6 est entraîné en déplacement par l'arbre 18 suivant la direction longitudinale L, pour être séparé du contact de courant permanent fixe 5. - la deuxième bielle 10C est entraînée par l'arbre 18 dans un déplacement angulaire sans provoquer pratiquement aucun effort sur la branche courte 10 OD et par suite pratiquement aucune rotation de la pièce1 0. - la première bielle 1OB reste donc sensiblement parallèle à la direction longitudinale L, ne provoquant pas d'effort sur le contact d'arc mobile 15D. Au cours de cette première phase d'ouverture, les contacts de courant permanent se séparent tandis que les contacts d'arc restent connectés. Cette première phase d'ouverture prend fin lorsque le contact de courant permanent mobile 6 est séparé du contact de courant permanent fixe 5 d'une distance suffisante pour tenir une tension électrique transitoire dans le milieu ambiant du disjoncteur, qui est par exemple de l'ordre de 100 millimètres (mm) lorsque le milieu ambiant est l'air atmosphérique. Lors d'une deuxième phase d'ouverture: - le contact de courant permanent mobile 6 entraîné par l'arbre 18 poursuit et achève son déplacement. - la deuxième bielle 10C s'écarte de sa position initiale perpendiculaire à la direction longitudinale L en étant déplacée vers la droite sur la figure unique, et rejoint une position presque parallèle à la direction longitudinale L, provoquant un effort sur la branche courte 10D et par suite une rotation de la pièce 10 autour de l'axe R au cours de laquelle la branche longue 10A rejoint une position presque perpendiculaire à le direction longitudinale L. - la première bielle 10B s'écarte de sa position initiale sensiblement parallèle à la direction longitudinale L et rejoint une position presque perpendiculaire a la direction longitudinale L, provoquant un déplacement du contact d'arc mobile 15D suivant la direction longitudinale L. Au cours de cette deuxième phase d'ouverture, les contacts d'arc se séparent d'autant plus rapidement que la branche 10D est plus courte et que la branche 10A est plus longue. La pièce 10 retarde la séparation des contacts d'arc par rapport à celle des contacts de courant permanent jusqu'à ce que ces derniers soient écartés l'un de l'autre de la distance de tenue à la tension électrique transitoire dans le milieu ambiant du disjoncteur. A la fermeture, I'arbre 18 effectue un déplacement en sens opposé au précédant indiqué par la flèche f sur la figure unique. La séquence qui vient d'être décrite pour l'ouverture se déroule en sens chronologique inverse. La cinématique de la pièce 10 permet de connecter les contacts d'arc avant que le contact de courant permanent mobile 6 soit à une distance du contact de courant permanent fixe 5 inférieure à la distance de tenue à la tension électrique dans le milieu ambiant du disjoncteur. Dans le disjoncteur selon l'invention, la chambre de coupure 15 est une ampoule à vide ou est remplie d'un gaz diélectrique du type hexafluorure de soufre SF6. Dans ce dernier cas, le contact d'arc mobile 15D est monté rigide par l'intermédiaire d'une couronne avant 19 dans un premier tube 3 formant une chambre de compression. La tige 15F coulisse par le biais du joint d'étanchéité coulissant 151 dans un deuxième tube 23 solidaire de la chambre de coupure 15 et qui porte une couronne arrière 21 formant fond de la chambre de compression. Le tube 3 coulisse par rapport à la couronne arrière 21 par le biais d'un contact glissant 25 qui assure un passage de courant entre le contact d'arc mobile 15D et le contact de courant permanent mobile 6, par l'intermédiaire des contacts glissants 6A et d'une portion métallique 15B de la chambre de coupure 15. A l'ouverture du disjoncteur, le déplacement du contact d'arc mobile 15D vers la droite de la figure unique dans le sens indiqué par la flèche o comprime le gaz diélectrique qui est contenu dans la chambre de compression et qui s'échappe par des ouvertures 191 de la couronne avant 19 en étant dirigé par une buse de soufflage 17 sur le contact d'arc fixe 15G pour éteindre un arc électrique de court- circuit. Après l'ouverture du disjoncteur, deux tiges rigides 12 mobiles suivant la direction longitudinale L sont manoeuvrées par la commande mécanique 1 et séparent, par l'intermédiaire d'une tige rigide transversale 14 qui lui est solidaire, la tige de sectionneur 30 du contact de courant permanent fixe 5 en l'insérant dans un logement K de la chambre de coupure 15. Toute intervention sur le disjoncteur est alors effectuée avec une sécurité maximale vis à vis d'un risque de court-circuit. A la fermeture du disjoncteur, les tiges rigides 12 sont manoeuvrées pour connecter la tige de sectionneur 30 au contact de courant permanent fixe 5, les contacts d'arc et les contacts de courant permanent étant encore séparés. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur de générateur comprenant un premier contact de courant permanent (5) et un premier contact d'arc fixes (15G), un deuxième contact de courant permanent (6) et un deuxième contact d'arc (15D) mobiles suivant une direction longitudinale (L) pour être connectés ou séparés des contacts fixes, et un moyen pour déplacer les contacts mobiles suivant la direction longitudinale de telle façon à séparer les contacts de courant permanent (5,6) avant les contacts d'arc (15G,15D), caractérisé en ce que ce moyen comprend un arbre (18) mobile suivant la direction longitudinale (L) et solidaire du contact de courant permanent mobile (6), et une pièce (10) qui possède deux branches formant un L et qui est mobile en rotation autour d'un axe fixe (R) par rapport à la direction longitudinale (L) et perpendiculaire à cette direction, une branche (10A) de cette pièce (10) étant reliée au contact d'arc mobile (15D) par l'intermédiaire d'une première bielle (10B), et l'autre branche (10D) étant reliée à l'arbre (18) par l'intermédiaire d'une deuxième bielle (10C). 2. Le disjoncteur selon la revendication 1, dans lequel les contacts d'arc (15D, 15G) sont disposés à l'intérieur d'une chambre de coupure (15) étanche. 3. Le dispositif selon la revendication 2, dans lequel la chambre de coupure contient un gaz diélectrique sous pression. 4. Le dispositif selon la revendication 3, dans lequel le contact d'arc mobile (15D) est monté dans une chambre de compression (3, 19) du gaz diélectrique. 5. Le disjoncteur selon la revendication 2, dans lequel la chambre de coupure (15) est une ampoule à vide. 6. Le disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le contact d'arc fixe (15G) est relié au contact de courant permanent fixe (5) par une tige de sectionneur (30) mobile suivant la direction longitudinale (L).