CA1174717A - Sectionneur de poste blinde a haute tension - Google Patents

Sectionneur de poste blinde a haute tension

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CA1174717A
CA1174717A CA000378145A CA378145A CA1174717A CA 1174717 A CA1174717 A CA 1174717A CA 000378145 A CA000378145 A CA 000378145A CA 378145 A CA378145 A CA 378145A CA 1174717 A CA1174717 A CA 1174717A
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CA000378145A
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Lucien Orgeret
Gilles Voisin
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/24Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Circuit Breakers (AREA)

Abstract

Sectionneur pour poste blindé sous enveloppe métallique coaxiale remplie de gaz diélectrique comprimé. Le sectionneur comprend un contact mobile coopérant avec un contact fixe, lesdits contacts étant portés chacun par un porte-contact tubulaire fixe coaxial avec l'enveloppe. Les extrémités en regard des porte-contanct sont munies d'un capot pare-effluves sensiblement hémisphérique présentant un col cylindrique rentrant destiné au passage du contact mobile, le contact mobile présentant un embout hémisphérique, Le sectionneur est caractérisé en ce que les extrémités en regard des porte-contact sont munies d'un capots pare-effluves sensiblement hémisphérique présentant un col cylindrique rentrant destiné au passage du contact mobile. L'invention s'applique aux installations à heute tension.

Description

1~ 74~7 , .

Sectionneur de poste blindé à haute tension L'invention concerne un ~ectionneur de po~te blindé à haute tension sous enveloppe métallique coaxiale remplie de gaz diélec-trique comprimé, ledit sectionneur comprenant un contact mobile, coopérant avec un contact ~ixe, lesdits contacts étant portés chacun par un porte-contact tubulaire fixe coaxial avec l'enveloppe, les extrémités en regard des porte-contact étant munies chacune d'un capot pare-effluves sensiblement hémisphérique présentant un col cy-lindrique rentrant destiné au passage du contact associé, ledit contact mobile présentant un embout hémisphérique.
Un sectionneur ne coupe et n'établit que des courants trè3 faibles, généralement des courants capacitifs correspondant à la capacitance d'un ~eu de barres sous tension.
S'agissant d'un sectionneur disposé à l'air libre, à l~inté-rieur d'un bâtiment ou à l'extérieur, la coupure d'un tel courant etson établissement ne oausent que des ef~ets négligeables, les dis-tances entre pièces SOU9 tension et les charpentes ou parois mi3es à
la terre étant grandes. Mais pour les postes blindés 90US enveloppe métallique remplie de gaz isolant, tels qu'ils sont utilisés pour des tensions attelgnant 800 kY, les distances sont courtes et les gradients de tension sont élevés.
Pour avoir les distances minimales, la dlstribution du champ électrique doit atre homogène ; on utilise aussi des capots mis SOU3 tension qui élèvent le seuil de tension de l'apparition d'effluves.
De tels capots présentent souvent entre entrée et sortie du section-neur une partie plate perpendiculaire à l'axe du sectionneur, asso-ciée par des arrondis à une partie cylindrique très lisse, dont l'axe se con~ond avec l'axe du sectionneur.
Lors des manoeuvres d'ouverture et de fermeture d'un section-neur, a vitesse de manoeuvre lente, un arc de coupure d'abord depréamorgage prend naissance. Cet arc aura tendance à se déplacer SOU8 l'action du champ électrique à la périphérie des capots pare-ef~luves, puis la racine de l'arc peut sauter sur l'enveloppe métal-lique située à courte distance. L'arc grèle dû au courant capacitif dégénère alors en arc de puissance, arc de défaut à la terre, à
,j ....

.

. , , ~, , , 1174'7~

l'intétieur de l'enveloppe.
Il est connu par le document DE-A 27 04 385 de placer un écran métallique sous tension autour du contact fixe et à une distance radiale supérieure à la distance de préamorçage. L'arc de préamorçage ou de coupure est alors piégé par l'écran, il ne peut s'étendre jusqu'à
l'enveloppe, mais ceci augmente la course du sectionneur.
Il est aussi connu d'utiliser un mécanisme à
ouverture et fermeture brusques qui, réduisant considéra-blement la durée de l'arc, empêche ce dernier de se dé-velopper de fa~on erratique. Un tel dispositif, générale-ment adopté pour les interrupteurs est très onereux pour le sectionneur.
L'invention a pour but un sectionneur à manoeuvre lente, dans lequel les contacts fixes et mobiles et les capots pare-effluves ont une forme telle que la longueur de l'arc soit faible, le champ électrique au voisinage de l'axe des contacts soit faible aussi et que l'arc dès sa nais~ance et au cours de son développement reste dans la zone à faible champ au voisinage de l'axe.
L'invention a pour objet un sectionneur pour poste blindé à haute tension sous enveloppe métallique coaxiale remplie de gaz diélectrique comprimé, ledit sectionneur comprenant un contact mobile, coopérant avec un contact fixe, lesdits contaxts étant portés chacun par un porte-contact tubulaire fixe coaxial avec l'enveloppe, les extrémités en regard des porte-contact étant munies d'un capot pare-effluves sensibiement hémisphérique présentant un col cylindrique rentrant destiné au passage du contact 39 mobile, ledit contact mobile présentant un embout hémis-phérique, caractérisé en ce que le contact fixe comporte un contact ~emi-mobile à embout hémisphérique de même diamètre que celui de l'embout du contact mobile.
En position d'ouverture, l'extrémité de l'embout , ,, .

`;\`

- 2a -du contact semi-mobile est de préférence disposée entre le seuil d'entrée du capot pare-effluves et l'extrémité du cercle d'inscription de sa partie hémisphérique.
Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, . l'embout du contact mobile étant disposé en retrait du seuil d'entrée du col cylindrique du capot pare-effluves, la distance séparant les seuils des capots pare-effluves est comprise entre 50% et 100% du diamètre ,.................................. :
, .
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117471~

des parties hémi3phériques. Le diamètre des cols cylindriques e~t de préférence compris entre 20S et 35% du diamètre des parties hémi-sphériques.
L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide des S figure~ ci-annexées.
La ~igure 1 représente une vue schématique partielle et en coupe axiale d'un sectionneur de poste blindé selon l'imention.
La figure 2 représente une we s¢hématique en coupe axiale d'une variante de capot pare-effluves d'un sectionneur ~elon l'in-vention.
La figure 3 représente une vue en coupe agrandie d'une variante de l'embout de contact.
Dans la ~igure 1 on a représenté une portion de poste blindé, ; constltué à l'aide d'enveloppes métalliques tubulaires 1, dont les extrémités comportent des brides de raccordement 2, entre lesquelles sont serrés des isolateurs 3 qui supportent des parties actives de l'installation disposées coaxialement. Les enveloppes tubulaires 1 r sont remplies d'un gaz dlélectrique tel que de l'hexafluorure de sou~re 90UJ une pression de trols à cinq bars.
Les enveloppes 1 contie Ment les éléments oonstitutifs d'un seotionneur dont la partie mobile est disposée à droite et la partle ~ixe est disposée à gauohe.
La partle mobile du sectlonneur oomprend un contaot mobile tubulalre ô, coaxlal avec l'enveloppe 1, dont l'extrémité visible oomporte un embout hémisphérique 9. Le déplacement axial du oontact mobile 8 est commandé par l'intermédiaire d'un mécanisme non repré-senté sous la dépendance d'un opérateur. Le contact mobile 8 est placé à l'intérieur d'un porte-¢ontact 4 tubulaire supporté par l'i-solateur 3. Le contact moblle 8 est relié au porte-contact 4 par l'lntermédiaire de contacts glissants 46 disposés dans des rainures circulaires 45 ménagées à l'intérleur du porte-contact 4. Un oapot ; pare-e~fluves 7 est disposé entre l'isolateur 3 et l'extrémité duporte-contaot 4 entourant l'embout 9. Le oapot 7 oomporte une partle ; hémisphérique 70 reliant une enveloppe oylindrique 71 à un col oy-~ 35 lindrique 72 rentrant vers l'intérieur, les parties cylindriques ,, , . .
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'' ' ' ' ' --comportent une génératrice parallèle à l'axe du sectionneur.
La partie fixe du sectionneur comprend un contact semi-mobile tubulaire 13 coaxial avec l'enveloppe 1, dont une extrémité comporte un embout hémisphérique 14 disposé en regard de l'embout 9. Le contact semimobile 13 comporte sur son autre extrémité un collet 15 soumis à un ressort de compres~ion fixe 16 qui a tendance à l'appuyer contre une bague 17 formant butée. Un porte-contact 10 tubulaire, disposé autour du contact semi-mobile 13 et coaxial avec l'enve-loppe 1, est supporté par un isolateur similaire à l'isolateur 3, non représenté dans la ~igure. Le ressort 16 est assu~etti à l'inté-rieur du porte-contact 10 qui supporte du côté opposé une couronne de doigts de contact 12 susceptible de coopérer avec le contact semi-moblle 13 disposé ooulissant le long de la bague 17. Un capot pare-ef~luves 6 analogue au capot 7 est disposé à l'extrémité du porte-contact 10 et en regard du oapot 7. Le capot 6 oomporte ain~i une partie hémisphérique 60 reliant une enveloppe cylindrique 61 à
un col cylindrique 62 rentrant vers l'intérieur, les parties cylin-drlques comportant une génératrice parallèle à l'axe du ~ectionneur.
Les diamètres des parties cylindriques 61 et 71 d'une part et 62 et 72 d'autre part sont égaux, tandis que les rayons de courbure des parties hémisphériques 60 et 70 sont les mêmes.
En position d'ouverture représentée en figure 1, l'extrémité
de l'embout hémisphérique 9 du contact mobile 8 est disposé légère-ment en retrait du seuil 73 d'entrée du col cylindrique 72. Par contre l'extrémité de l'embout hémisphérique 14 est disposée sensi-blement à mi-distance entre le seuil d'entrée 63 du col cylindri-que 62 et ce qui constituerait l'extrémité 64 de la sphère d'ins-cription de la partie hémisphérique 60.
Lors de la fermeture du sectionneur, le contact mobile 8 et l'embout 9 sont déplacés de droite à gauche. L'embout 9 prend en partlculler la position lntermédlalre tracée en tirets et repérée en 59 dans cette position ; la distance entre le capot 6 et l'embout 59 est courte et un arc grèle 20 Jaillit entre ces éléments. Le champ électrique dé~ormé au voisinage des embouts 59 et 14 est représenté
par les lignes équipotentielles 23 tracées par des tirets, à la - 1~74717 .

partie supérieure de la figure 1. L'arc 20 restant sensiblement pa-rallèle aux lignes équipotentielles n'a pas tendance à se déplacer.
Il s'éteint lor~ de l'entrée en contact galvanique des embouts 9 et 14. Quand le sectionneur a terminé sa course, le contact s'établit entre les doigts de contact 12 et le contact mobile 8, qui a le même diamètre que le contact semi-mobile 13 et qui est repoussé contre l'action du ressort 16 ; son embout 14 prend la position repérée en 54 et l'embout est alors en 69.
Dans ces conditions, on obtient dans l'intervalle entre les capots 7 et 6 un champ électrique dont les lignes équipoten-tielles 22, sensiblement symétriques sont matérialisées par des tirets à la partle inférieure de la figure 1.
Lors de l'ouverture du sectionneur, le déplacement du contact mobile 8 de gauche à droite entraine le même mouvement de gauche à
droite du contact semi-mobile 13 sous l'action du ressort 16 jusqu'à
; ce que le collet 15 vienne buter contre la bague 17. Après sépara-' tion galvanique des embouts 9 et 14 un arc prend naissance entre ce~
embouts, l'arc étant dans une zone à faible gradient reste recti-ligne et 9e déplace au maximum sur l'extrémité droite du capot 6. La rorme sphérique du capot 6 empêche le déplacement de l'arc vers la partie cylindrique 60 et vers l'enveloppe 1. Le courant a une très falble valeur, inrérieure à un ampère, et l'arc s'éteint de lui-même dans le gaz diélectrique d'hexa~luorure de soufre quand la distance entre les embouts 9 et 14 est suffisante. On obtient de bons résul-tats quand la distance d'ouverture séparant les capots 7 et l'embout 9 est comprise entre 50% et 100% du diamètre des enveloppes cylindriques 71 et 61, la valeur optimale étant voisine de 75%.
Le dlamètre des embouts hémisphériques 9 et 6 et des contacts tubulaires 8 et 13 est compris entre 20 et 35% du diamètre des parties cylindriques 71 et 61 des capots 7 et 6.
Dans la figure 2 on a représenté une variante de réalisation des capots qui donne encore de bons résultats. Le seuil 63 d'entrée du col cylindrique 62 comporte une plage transversale plate dont l'extrémité droite du capot 6 représente une partie plate d'un diamètre, le diamètre extérieur ne dépasse pas la moitié du diamètre . ,.~"

de la partie cylindrique 61.
; Dans une autre variante de réaliqation du sectionneur, non représentée, on peut aussi simplifier le contact du c8té de la partie ~ixe en supprimant le tube 13, son embout 14 et le ressort 16, mais en conservant les doigts de contact 12 et le capot 6 dont la ~orme est représentée sur la ~igure 1. L'arc de préamorçage ou de coupure éclate alors entre l'embout 9 et l'extrémité hémisphérique 61 du capot 6.
- Dans une autre variante l'embout de contact peut présenter un trou borgne. Cette disposition peut intéresser aussi bien l'embout 9 - que l'embout 14. La figure 3 représente un tel embout 80 comportant un trou borgne 81 ; les bords du trou sont arrondis, ceci permet de centrer l'ar¢, en le for¢ant à s'accrocher sur l'extrémité de l'em-bout (extrémité arrondle du trou). Les dimensions du trou sont les . 15 3uivante~ pour le meilleur résultat : diamètre du trou d entre 10 ') et 30% du diamètre maximal D de l'embout 80, rayon r de l'arrondi à
l'extrémi.té du trou compris entre 20 et 50% du diamètre du trou.

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Claims (5)

Les réalisations de l'invention au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définis comme il suit:
1. Sectionneur pour poste blindé à haute tension, sous enveloppe métallique coaxiale remplie de gax diélec-trique comprimé, ledit sectionneur comprenant un contact mobile, coopérant avec un contact fixe, lesdits contacts étant portés chacun par un porte-contact tubulaire fixe coaxial avec l'enveloppe, les extrémités en regard des porte-contact étant munies chacune d'un capot pare-efflu-ves sensiblement hémisphérique présentant un col cylindri-que rentrant destiné au passage du contact mobile, ledit contact mobile présentant un embout hémisphérique, carac-térisé en ce que le contact fixe comporte un contact semi-mobile à embout hémisphérique de même diamètre que celui de l'embout du contact mobile.
2. Sectionneur selon la revendication 1, carac-térisé en ce qu'en position d'ouverture l'extrémité de l'embout du contact semi-mobile est disposée entre le seuil du capot pare-effluves et l'extrémité du cercle d'inscrip-tion de sa partie hémisphérique.
3. Sectionneur selon la revendication 2, carac-térisé en ce que, l'embout du contact mobile étant disposé
en retrait du seuil de l'entrée du col cylindrique du capot pare-effluves,la distance séparant les seuils des capots pare-effluves est comprise entre 50% et 100% du diamètre des parties hémisphériques de ces capots.
4. Sectionneur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'embout d'au moins un des contacts est percé d'un trou borgne dans son axe, le diamètre de ce trou étant compris entre 10 et 30% du diamètre maximal de l'embout, l'extrémité externe du trou étant arrondie, le rayon de cet arrondi est compris entre 20 et 50% du diamètre du trou.
5. Sectionneur selon la revendication 3, carac-térisé en ce que le diamètre des cols cylindriques est compris entre 20% et 35% du diamètre des parties hémis-phériques.
CA000378145A 1980-05-23 1981-05-22 Sectionneur de poste blinde a haute tension Expired CA1174717A (fr)

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