Brevet FR2767221A1 — publié le 19990212

DISJONCTEUR A AUTO-SOUFFLAGE ET A COMPRESSION REDUITE. La présente invention se rapporte à un disjoncteur à auto-soufflage et à compression réduite, en particulier à haute tension. 5 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 de10 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,15 de part et d'autre d'une couronne reliée au premier tube et au second 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 une20 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 de25 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'arc30 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 de35 contact mobile. A partir de l'instant o 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 au10 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 une15 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.20 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'actionnement25 importante. Pour ce faire, conformément à l'invention, les premiers moyens pour immobiliser le piston comprennent un organe de retenue fixe bloquant un agencement de butée lié au piston et les seconds moyens pour déplacer axialement le30 piston comprennent un organe de déblocage dudit agencement de butée, solidaire de l'ensemble de contact mobile. Selon le mode de réalisation préféré, le piston est constitué d'un élément annulaire de pression et d'un cylindre arrière dont le diamètre interne est sensiblement35 égal au diamètre externe du second tube sur une longueur supérieure à ladite première partie de déplacement. Selon une première variante, l'agencement de butée est constitué d'au moins une bille logée dans un évidement réalisé dans ledit cylindre arrière et de diamètre supérieur à l'épaisseur de ce cylindre. Selon une seconde variante, l'agencement de butée est constitué d'au moins une lame flexible solidaire à une de ses extrémités dudit cylindre arrière et portant à son autre extrémité un élément en forme de bourrelet logé dans un évidement réalisé dans ledit cylindre arrière et d'épaisseur radiale supérieure à l'épaisseur de ce cylindre. De préférence, l'organe de retenue est constitué d'un cylindre fixe comportant à une de ses extrémités un logement de réception dudit agencement de butée. De préférence, l'organe de déblocage est constitué par un diamètre inférieur du second tube en avant de ladite longueur, c'est-à-dire du côté des contacts, la différence de diamètre entre ce diamètre inférieur et le diamètre de ladite longueur étant telle que l'organe de butée libère ledit logement de réception de l'organe de retenue, lorsque20 l'ensemble de contact mobile a parcouru ladite première partie de déplacement. 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.25 La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention en position de fermeture, selon une première variante de réalisation. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de ce même disjoncteur en position d'ouverture. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention en position de fermeture, selon une seconde variante de réalisation. La figure 4 est une vue en coupe longitudinale de ce même disjoncteur en position d'ouverture. Le disjoncteur du type à auto-soufflage représenté sur les figures 1 à 4 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 dans5 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 premier10 tube 6 et au second tube 7, une chambre de soufflage 16 fermée par une buse 12 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 chambre15 de compression 9. La couronne 8 est pourvue d'orifices équipés de clapets unidirectionnels 10 permettant le passage du gaz de la chambre de compression 9 vers la chambre de soufflage 16. Le premier tube 6 coulisse sur un tube fixe 3 par l'intermédiaire de contacts glissants.20 Le disjoncteur comporte également de façon classique des contacts permanents 2, 4. Ce disjoncteur comporte des premiers moyens pour immobiliser le piston pendant une première partie du déplacement de l'ensemble de contact mobile entre la25 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. Les premiers moyens pour immobiliser le piston comprennent 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. 35 Le piston 11 est constitué d'un élément annulaire 11A de pression, constituant la face retenant la pression, équipé desdits clapets unidirectionnels 10A et d'un cylindre 11B arrière (c'est- à-dire du côté opposé aux contacts 2A, 4A). Ce cylindre arrière 11B est de diamètre variable sur sa longueur mais essentiellement il est de diamètre interne sensiblement égal au diamètre externe d'une partie 7A du second tube 7 d'une longueur supérieure à ladite première partie de déplacement. Les premiers moyens pour immobiliser le piston comprennent donc un organe de retenue fixe bloquant un agencement de butée lié au piston 11. Selon la première variante représentée sur les figures 1 et 2, l'agencement de butée est constitué d'au moins une bille 20 logée dans un évidement réalisé dans ledit cylindre arrière llB et de diamètre supérieur à l'épaisseur de ce15 cylindre 11B. Selon la seconde variante représentée sur les figures 3 et 4, l'agencement de butée est constitué d'au moins une lame flexible 21 solidaire à une de ses extrémités dudit cylindre arrière 11B et portant à son autre extrémité un20 élément en forme de bourrelet 22 logé dans un évidement réalisé dans ledit cylindre arrière 11B et d'épaisseur radiale supérieure à l'épaisseur de ce cylindre 11B. Selon les deux variantes, l'organe de retenue 23 est constitué d'un cylindre fixe comportant à une de ses extrémités un logement de réception dudit agencement de butée. Les seconds moyens pour déplacer axialement le piston 11 comprennent donc un organe de déblocage dudit agencement de butée, solidaire de l'ensemble de contact mobile. Selon les deux variantes, l'organe de déblocage est constitué par un diamètre inférieur du second tube 7 hors la partie 7A, en avant de celle-ci, c'est-à-dire du côté des contacts. La différence de diamètre entre ce diamètre inférieur et le diamètre de la partie 7A est telle que35 l'organe de butée libère ledit logement de réception de l'organe de retenue 23, lorsque l'ensemble de contact mobile a parcouru ladite première partie de déplacement, soit la course de compression. La fonction de ces différentes pièces va maintenant être explicitée par la description d'une manoeuvre d'ouverture du disjoncteur. Sur les figures 1 et 3, le disjoncteur est en position fermée. Les contacts d'arc 2A et 4A sont en position complètement emboîtée et le piston 11 est en position immobilisée, son élément annulaire 11A définissant avec la couronne 8 un volume de compression 9 maximal. Dans cette position, l'extrémité du cylindre arrière 11B portant l'organe de butée, soit les billes 20, soit les lames 21 pourvues de leur bourrelet 22, se situe sur la partie 7A de diamètre supérieur et les billes 20 ou les bourrelets 22, en contact sur cette partie 7A, font saillie de leur évidement à l'opposé du second tube 7 o ils sont logés dans le logement de réception de l'organe de retenue 23. Lors de la manoeuvre d'ouverture, l'ensemble de contact mobile est déplacé vers la droite (vu selon les figures) et tant que l'organe de butée (billes 20 ou bourrelet 22) se trouve roulant ou glissant sur la partie 7A, il est bloqué par l'organe de retenue 23 et le piston 11 est donc immobilisé. La fin de la compression, c'est-à-dire le passage à la seconde partie de déplacement o le piston 11 est déplacé axialement- avec l'ensemble de contact mobile, est réalisée lorsque l'organe de butée (billes 20 ou bourrelets 22) se30 situe hors de la partie 7A, dans la position représentée sur les figures 2 et 4. L'élément de butée (billes 20 ou bourrelets 22) peut alors se déplacer vers le tube 7 de diamètre inférieur et par ce déplacement libère le logement de réception de35 l'organe de retenue 23 qui ne bloque plus alors le piston 11 qui compte tenu de la pression du gaz dans le volume de compression se déplace avec l'ensemble de contact mobile pour arriver en position d'ouverture représentée sur les figures 2 ou 4. L'agencement peut être perfectionné, en particulier dans le cas de la première variante à billes 20, par la mise en place d'un ressort de compression dans le volume de compression entre la couronne 8 et le piston 11, assurant une butée unilatérale vers l'arrière des billes contre le logement de réception de l'organe de retenue 23 et évitant10 d'éventuels effets de coincement des billes 20. 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) et au second tube15 (7), 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 de20 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 les25 premiers moyens pour immobiliser le piston comprennent 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 de30 contact mobile. 2) Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (11) est constitué d'un élément annulaire (11A) de pression et d'un cylindre (11B) arrière dont le diamètre interne est sensiblement égal au diamètre35 externe du second tube (7) sur une longueur (1) supérieure à ladite première partie de déplacement. 3) Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agencement de butée est constitué d'au moins une bille (20) logée dans un évidement réalisé dans ledit cylindre arrière (11B) et de diamètre supérieur à 5 l'épaisseur de ce cylindre (11B). 4) Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agencement de butée est constitué d'au moins une lame flexible (21) solidaire à une de ses extrémités dudit cylindre arrière (l1B) et portant à son autre extrémité un10 élément en forme de bourrelet (22) logé dans un évidement réalisé dans ledit cylindre arrière (11B) et d'épaisseur radiale supérieure à l'épaisseur de ce cylindre (l1B). 5) Disjoncteur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'organe de retenue (23) est constitué d'un cylindre fixe comportant à une de ses extrémités un logement de réception dudit agencement de butée. 6) Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes 2 à 5, caractérisé en ce que l'organe de déblocage est constitué par un diamètre inférieur du second20 tube (7) en avant de ladite longueur (1), c'est-à-dire du côté des contacts, la différence de diamètre entre ce diamètre inférieur et le diamètre de ladite longueur (1) étant telle que l'organe de butée libère ledit logement de réception de l'organe de retenue (23), lorsque l'ensemble de contact mobile a parcouru ladite première partie de déplacement.