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"DISJONCTEURS EN SERIE A FONCTIONNEMENT ALTERNATIF POUR REFER- METURE ULTRA - RAPIDE DE CIRCUITS"
On connaît des disjoncteurs dits "à refermeture ultra- rapidet' dont l'ouverture automatique, consécutive à un défaut survenant en un point quelconque du circuit qu'ils protègent, est immédiatement suivie dtune refermeture automatique. Si, l'appareil une fois refermé, le défaut subsiste, soit que la cause de ce défaut n'ait pas disparu pendant la coupure du circuit, soit qu'en raison du faible intervalle de temps durant lequel il est privé de tension l'espace d'arc à l'endroit du défaut n'ait pas retrouvé la rigidité diélectrique nécessaire,
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- il est indispensable d'ouvrir le circuit une deuxième /fois.
Cette seconde opération d'ouverture peut être confiée au même disjoncteur ou à un appareil distinet disposé en série avec le premier.
Etant donné toutefois que les coupures successives à opérer se trouvent dans ce cas séparées dans le temps par une fraction de seconde seulement, aucun disjoncteur connu n'est apte à opérer dans un aussi bref délai ces deux coupures avec le même coefficient de sécurité, l'espace d'arc désionisé au sein du disjoncteur lors de la première coupure n'ayant pû recouvrer en une fraction de seconde la rigidité diélectrique qu'il possédait au début de cette coupure. Cela est particuliè- rement vrai pour les appareils faisant usage, pour la coupure du circuit, d'agents désionisants consistant en des liquides isolants ou semi-conducteurs auxquels leur inertie ne permet pas de remplir entièrement, en un temps aussi bref, les chambres où s'opère la coupure de l'arc et dont ils viennent d'être expulsés.
De tels disjoncteurs sont simplement chargés d'opérer, en cas de défaut, une première coupure suivie d'une refermeture immédiate, la deuxième coupure, si elle se révèle nécessaire, étant opérée par un disjoncteur distinct. Une telle disposition a fait l'objet du brevet belge N 428.392 du 2 Juin 1938 - pour : "Disjoncteur à coupure dans l'huile à referme- ture instantanée".
Les disjoncteurs ou interrupteurs plus particulièrement envisagés dans le brevet mentionné ci-dessus sont du type à faible volume d'huile décrit dans le brevet belge N 426.327 du 12 Février 1938. Dans ces appareils, les contacts mobiles passent d'une position de fermeture à la suivante sans arrêt ni inversion du sens de rotation, ce qui permet de réduire au minimum l'intervalle de temps qui s'écoule entre l'ouverture euvent du circuit et sa refermeture.
A chaque contact mobile/ correspondre,. n contacts fixes réunis électriquement de manière à constituer n positions de fermeture uniformément réparties et présentant entre ellesun écart angulaire de 360 . n
Deux disjoncteurs distincts de ce type ou un disjoncteur
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de ce type et un disjoncteur ordinaire chargé d'exécuter seu- lement la deuxième opération d'ouverture peuvent assurer le service prévu dans le brevet N 428. 392 du 2 Juin 1938 rappelé plus haut. L'adoption d'une telle disposition est toutefois fort onéreuse en ce qu'elle exige l'emploi de deux disjoncteurs complets et de leurs commandes, et qu'elle augmente d'une manière substantielle l'encombrement total de l'installation de coupure.
L'objet de la présente invention est de remédier en partie à ces inconvénients. Il consiste en un disjoncteur grou- pant sur un bâti commun les éléments essentiels de coupures et de commande des deux disjoncteurs déjà mentionnés. Les deux éléments de coupure sont disposés en série, chacun d'eux étant capable d'interrompre le plein courant de court-circuit conformément aux règlements en vigueur pour les disjoncteurs à haute tension.
Ces deux éléments peuvent être prévus l'un pour ouverture et refermeture instantanée, le deuxième pour ouverture seulement; ou bien l'un et l'autre éléments peuvent être capables d'opérer successive;:cent une ouverture et une refermeture instantanées.
Dans les deux cas le cycle de fonctionnement est le suivant :
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C'est-à-dire que, à chaque instant l'un au moins des appareils est fermé, et que la fonction d'ouverture incombe successivement à l'un et l'autre appareil, de telle sorte qu'a- près un nombre infini de coupures chacun des appareils ait exécuté autant de coupures que l'autre.
La différence entre les deux dispositions réside en ce que, dans le prsmier cas, le cycle ouverture-fermeture opéré par l'élément I- ouverture opérée par l'élément II est suivi
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d'une pause avant refermElture -- d( 1 réfément II. Dans le deuxième cas le cycle peut se poursuivre indéfiniment d'une manière en- tièrement symétrique aussi longtemps que la cadence de fonction- nement permet à l'agent désionisant des deux appareils de se régénérer entre les deux coupures qui lui incombent.
Sur les dessins ci-annexés, auxquels on se réfère dans la description qui va suivre, on a représenté deux exemples de réalisation de l'invention se rapportant l'un et l'autre à des appareils de coupure à faible volume d'huile et contacts rotatifs.
La figure 1 est une coupe en élévation d'un pale de disjoncteur pour tensions modérées présentant la même forme générale que l'appareil représenté sur la figure Il des dessins du brevet belge N 426. 327 déjà mentionné, c'est-à-dire deux chambres de rupture d'axe horizontal symétriquement disposées et montées en série. Les contacts mobiles de ces deux chambres sont toutefois commandés séparément, ce qui permet de constituer un disjoncteur à deux éléments de coupure disposés, en série.
La figure 2 est une coupe en élévation d'un pôle de disjoncteur pour hautes tensions comportant deux éléments de coupure en série, montés symétriquement mais d'une manière obli- que cette fois, et pourvus chacun d'une chambre de rupture.
Comme précédemment, les deux éléments de coupure disposée en série sont commandés séparément, et capables d'opérer chacun tour à tour la coupure du courant de court-circuit. La disposi- tion en V convient aussi aux très hautes tensions, chaque élé- ment recevant alors deux chambres superposées au lieu d'une.
L'appareil à deux éléments de coupure horizontaux montés en série de la figure 1 comporte un socle métallique 1 qui abrite un double dispositif de commande et reçoit un isola- teur vertical 2 qui supporte le disjoncteur proprement dit tout en l'isolant du sol. Ce disjoncteur comporte un carter métallique central 3 quirepose au sommet de l'isolateur 2, et reçoit de part et d'autre une chambre de coupure.
Chacune de ces chambres est constituée, conformément au brevet belge N 426. 327
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d'un cylindre 4 en matière isolante et de deux disques 5 et 6 également en matière isolante ; l'ensemble est enfermé dans une enveloppe 7 en porcelaine ou toute autre matière résistant aux intempéries et pourvue à son extrémité opposée au carter central 3 d'un carter métallique 8 où s'opère par tout moyen convenable la séparation de l'huile et des gaz ou vapeurs métalliques dégagés lors de la coupure. Un arbre 9 en matière isolante, qui tourillonne à ses extrémités dans des paliers portés par les carters 3 et 8, est traversé obliquement par une barre métallique 10, aux extrémités de laquelle sont assujettis les contacts mobiles 11, 11'. Les contacts fixes 12,12' sont portés respectivement par les disques 5 et 6.
Tout le long de la trajectoire du contact mobile 11' sont ménagés dans le cylindre 4 des ouvertures radiales 13 par où s'écoule, au moment de la coupure, un jet d'huile fraîche normal à l'arc; à cet effet un espace annulaire est prévu entre le cylindre 4 et l'enveloppe 7 et communique avec le carter 8.
Suivant l'invention, l'arbre 9 portant les contacts mobiles 11, 11' de chaque chambre reçoit une commande individuelle schématisée sur la figure 1 par un renvoi d'engrenages à pignons coniques 14,14', - un arbre vertical en matière isolante 15, - et une transmission par pignon à denture hélicoïdale 16 et vis sans fin 17, agencés de toute façon appropriée. La vis sans fin 17 est calée sur un arbre de manoeuvre (18 ou 19) commun aux divers pôles du disjoncteur. Cette commande peut, conforméN 428.392 aux dispositions du revent belge/du 2 Juin 1938 précité, conférer à l'arbre 9 portant les contacts mobiles 11,11' de chaque chambre un mouvement de va-et-vient d'amplitude maxima égale à l'angle qui sépare les deux positions de fermeture des contacts, soit environ 360 .
Elle peut encore, suivant des dispositions prévues dans le brevet belge N 428. 392, lui conférer durant les ouvertures et coupures successives, un mouvement de sens unique. Il suffit, à cet effet, d'utiliser des contacts glissants du type représenté schématiquement sur la figure 1.
Suivant l'invention, les éléments de coupure 1. et 1.1 peuvent être identiques, et capables d'exécuter chacun à leur
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tour une opération d'ouverture immédiatement suivie d'une opé- ration de fermeture, ou seul un des éléments est prévu pour ouverture et refermeture instantanée, le dispositif de commande du deuxième élément ne pouvant assurer sans pause les deux opé- rations d'ouverture et de refermeture. Dans l'un comme dans l'autre cas, le circuit contrôlé par le disjoncteur objet de l'invention est ouvert alternativement par les éléments de coupure I et II sans que, en exploitation normale tout au moins, les deux éléments de coupure soient jamais simultanément ouverts.
L'appareil à éléments de coupure inclinés sur l'horizon- tale représenté sur la figure 2 comporte un bâti métallique 20 qui abrite un double dispositif de commande, et reçoit trois isolateurs verticaux 2i,22, 23 qui supportent le disjoncteur proprement dit tout en l'isolant du sol. Ce disjoncteur compor- te un carter métallique inférieur 24 qui repose au sommet des isolateurs verticaux 21, 22, 23, et reçoit à sa partie supé- rieure deux éléments de coupure disposés en série et contenus dans des enveloppes 25,26 en porcelaine ou toute autre matière résistant aux intempéries. Chacun de ces éléments comporte, sui- vant la tension d'emploi, une ou plusieurs chambres du type décrit dans le brevet belge N 426.327; une chambre seulement par élément a été représentée sur la figure 2.
Les gaz et va- peurs provenant de la ou des chambres de rupture d'un même élé- ment qu'ils quittent par les ouvertures supérieures 27 sont sé- parés de l'huile au moyen d'un dispositif centrifuge 28 disposé au sommet de cet élément et de préférence conforme à la descrip- tion qui en a été donnée dans le brevet belge N 426,327 - du -Il- Février 1938.
Suivant l'invention, l'arbre 29 portant les contacts mobiles de chaque élément de coupure reçoit une commande indivi- duelle schématisée sur la figure 2 par deux renvois d'engrenages à pignons coniques 30, 30', et 31, 31 ', un arbre isolant vertical 32 qui tourne à l'intérieur de l'isolateur 22 ou 23, - et une transmission par pignon à denture hélicoïdale 33 et vis sans fin 34. La vis sans fin 34 est calée sur un arbre de manoeuvre 35 ( ou
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36) commun aux divers p8les du disjoncteur. Cette commande confère à l'arbre 29 portant les contacts mobiles de chaque élément de coupure un mouvement de va-et-vient d'une amplitude égale à l'angle qui sépare les deux positions de fermeture des contacts, soit, dans le cas de la figure 2, environ 360 .
Comme indiqué précédemment en regard de la figure 1, les deux éléments peuvent être identiques, et capables d'exécuter chacun une opération d'ouverture immédiatement suivie d'une opéra- tion de fermeture, ou l'un de ces éléments seulement en est ca- pable, l'autre ne pouvant assurer sans pause les deux opérations d'ouverture et de refermeture. Les contacts peuvent également être du type glissant, auquel cas chacun des arbres porte-contacts au lieu d'exécuter un mouvement alternatif, tourne indéfiniment dans le même sens en opérant successivement l'ouverture et la fermeture du circuit.
Il est naturellement loisible, sans sortir du cadre de l'invention, de réaliser des variantes se comportant pratiquement de la même-façon que les exemples décrits ci-dessus ; autres le nombre de contacts fixes correspondant à chaque contact mobile au lieu d'être limité à un peut, prendre une valeur n quelconque.