CA1260047A - Disjoncteur a hexafluorure de soufre utilisable aux temperatures exterieures tres basses - Google Patents
Disjoncteur a hexafluorure de soufre utilisable aux temperatures exterieures tres bassesInfo
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- CA1260047A CA1260047A CA000535671A CA535671A CA1260047A CA 1260047 A CA1260047 A CA 1260047A CA 000535671 A CA000535671 A CA 000535671A CA 535671 A CA535671 A CA 535671A CA 1260047 A CA1260047 A CA 1260047A
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Abstract
Disjoncteur à hexafluorure de soufre utilisable aux températures extérieures très basses comprenant une enceinte étanche dans laquelle sont disposés un ensemble de contacts fixes et un ensemble de contacts mobiles, une tige d'entraînement de l'ensemble mobile reliée à un mécanisme de manoeuvre, un volume de soufflage, une buse de soufflage et un condenseur, extérieur à l'enceinte, disposé au voisinage du mécanisme et mis au potentiel de celui-ci, l'intérieur du condenseur étant en communication avec l'intérieur du disjoncteur par au moins un conduit. Le disjoncteur comprend un premier système pour prélever en permanence une partie du gaz liquéfié dans le condensateur et le vaporiseur par chauffage et un second système pour conduire la vapeur ainsi formée dans une enceinte isolée thermiquement, voisine de la zone d'arc, et communiquant par un orifice avec le volume de soufflage. L'invention trouve une application dans des disjoncteurs à haute tension.
Description
La présente invention concerne un disjoncteur a hexafluorure de soufre (SF6) utilisable aux températures extérieures très basses.
On sait que lorsqu'un disjoncteur, rempli d'hexafluorure de soufre à une pression de plusieurs bars, est placé à une température ambiante très basse (inférieure à -20C par exemple), une partie du gaz diélectrique SF6 se condense. Il en résulte une diminution du pouvoir de coupure de l'appareil et des risques d'amorçage interne.
Il est connu d'apporter une solution à ces inconvénients en dotant le disjoncteur de moyens de réchauffage du gaz de la chambre de coupure.
Ces moyens ne sont efficaces que si la puissance de chauffage est importante et de toutes facons ne peuvent éviter les risques de condensation du SF6 sur les parois de porcelaine de la chambre de coupure et du support, ces condensations étant à l'origine des amor~ages précités.
Un but de l'invention est de réaliser un disjoncteur dans lequel le chauffage ne nécessite gu'une puissance minime.
Pour cela on utilise un disjoncteur du type décrit dans la demande de brevet canadien 509,111 déposée le 14 mai 1986 et qui comprend un condenseur, extérieur à l'enveloppe, mis au potentiel de la masse, associé à un moyen de chauffage du SF6 liquifié dans le condenseur.
Selon la présente invention, il est donc prévu un disjoncteur à hexafluorure de soufre utilisable aux températures extérieures très basses comprenant une enceinte étanche dans laquelle sont disposés un ensemble de contacts fixes et un ensemble de contacts mobiles, une tige d'entraînement de l'ensemble modile reliée à un mécanisme de manoeuvre, un volume de soufflage, une buse de soufflage et un condenseur, extérieur à l'enceinte, disposé au voisinage du mécanisme et mis au potentiel de celui-ci, l'intérieur du .~,, .
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1~60047 - la -condenseur étant en communication avec l'intérieur du disjoncteur par au moins un conduit, caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen pour prélever en permanence une partie du gaz liquéfié dans le condensateur et le vaporiser par chauffage et un second moyen pour conduire la vapeur ainsi formée dans une enc:einte isolée thermiquement, voisine de la zone d'arc, et communiquant par un orifice avec le volume de soufflage.
De la sorte, comme on l'expliquera plus loin, il existe en permanence une zone proche de la zone d'arc dans laquelle le gaz diélectrique possède une densité et une température supérieure à celles existantes dans les autres parties du disjoncteur, favorisant ainsi la coupure.
L'invention sera bien comprise par la description ci-apres d'un mode préféré de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel:
- la figure 1 est une vue en élévation d'un pôle d'un disjoncteur selon l'invention;
- la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale de la chambre de coupure du même disjoncteur en position fermée;
- La figure 3 est une vue parkielle en coupe axiale de la chambre de coupure du même disjoncteur en position ouverte.
La figure 1 représente un pôle d'un disjoncteur à SF6 : on distingue une colonne en porcelaine 100 délimitant la chambre de coupure, un support isolant 105 contenant une tringle de manoeuvre non représentée et une enceinte 106 enfermant un mécanisme de manoeuvre non représenté.
Un condenseur 108 ( 90US forme d'un tore métallique par exemple) est di~posé à la base du disjoncteur et connecté au potentiel de la terre.
Le condenseur communique par des conduits 108A avec l'intérieur du disjoncteur et permet la condensation du gaz, en évitant que le gaz ne se oondense ailleurs et notamment sur les parois des porcelaines.
Ce gaz liquéfié est amené par un conduit 108B dans un réchauf-feur 109 associé à un organe de chauffage lO9A (résistance électrique de préférence).
Un tube 300, en matériau isolant, 0st relié au réchauffeur 109, pénètre de manière étanche à l'intérieur du dis~oncteur et s'étend ~usqu'au voisinage de la zone de coupure.
On se réfère maintenant à la figure 2. La chambre de coupure comprend un contact fixe d~arc 111, un contact fixe tubulaire 112 ~délimitant un volume 112A) et un ensemble mobile comportant une tige de manoeuvre 115 solidaire d'un cylindre 116 fermé par un disque 117. La tige est creu~e et délimite un volume référencé 115A.
Le disgue 117 porte les doigts de contact principaux 118, des doigts de contact d'arc 119 et une buse de soufflage 120. Un pare-effluves 118A et un pare-étincelles 119A complètent l'ensemble mobile.
Un volume de ~oufflage 121A est délimité par le di~que 117, le cylindre 116 et un piston ~ixe 121.
Des trous 117A dans le disque permettent une communication entre la volume 121A et l'intérieur de la buse de soufflage.
Une enceinte 123, fermée, fixe et thermiquement isolée grâce à des parois en matérlau mauvais conducteur de la chaleur, est réalicée sous le piston fixe lZl. Le ~olume 124 de cette enceinte communique avec le volume 121 par des orifices 125 munis de clapets 126 ainsi que par un ~26004~
orifice 12f de faible diamètre.
Le tube 300 débouche dans l'enceinte 123. Le volume 124 de l'enceinte 123 est légèrement inférieur au volume de soufflage 121A.
Lorsque le dis~oncteur est fermé (figure 2), le gaz chauffé par la rési~tance 109A arrive par le tube 300 dans l'enceinte e~ passe p~ar le trou 127 de cette enceinte danq le volume 121A où il se mé-lange avec le gaz de ce volume.
Ce mélange 9 ~ échappe ensuite par les trouq ll?A et le col 120A de la buce 120 vers l'espace 112A.
Le gaz du volume de soufrlage 121A est toujours plus chaud et de densité plus grande que le gaz du volume 112A.
Lor~que le disjoncteur est manoeuvré pour une ouverture, le gaz de soufflage in~ecté dans la buse est donc de densité relativement importante ce qui facilite la coupure.
Lor~que le di3jonoteur est ouvert (figure 3) et que l'on veut effectuer le cycle fermeture-ouverture, le volume de gaz 124 est utilisé
pour rempllr rapidement de gaz chaud à densité élevée, par aspiration, le volume 121A, gra¢e à l'ouverture des clapets 126 ; de la sorte, le gaz contenu dans le volume 121A à la fin de la phase de fermeture e~t suffisamment dense et chaud pour as.surer une parfaite coupure lors de l'ouverture ultérieure.
En position d'ouverture de dis~oncteur (fieure 3), le gaz du volu-me 124 s'échappe en permanence, par le trou 127 et les trous 117A vers l'espace 112B.
Le trou 127 a une section équivalente à celles des fuites au niveau du contact d'arc fixe (plus précisément au niveau de l'extrémité du pare-étincelles 119A et au niveau du col 120A de la buse 120).
Selon l'invention, on chauffe uniquement la quantité de gaz du volume 121A néce3~aire pour la coupure, et non le vol-me entier du disjoncteur. Ceci autorise une faible puissance de chauffage et un faible risque de condensation de gaz sur les parois de l'enveloppe 100.
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On sait que lorsqu'un disjoncteur, rempli d'hexafluorure de soufre à une pression de plusieurs bars, est placé à une température ambiante très basse (inférieure à -20C par exemple), une partie du gaz diélectrique SF6 se condense. Il en résulte une diminution du pouvoir de coupure de l'appareil et des risques d'amorçage interne.
Il est connu d'apporter une solution à ces inconvénients en dotant le disjoncteur de moyens de réchauffage du gaz de la chambre de coupure.
Ces moyens ne sont efficaces que si la puissance de chauffage est importante et de toutes facons ne peuvent éviter les risques de condensation du SF6 sur les parois de porcelaine de la chambre de coupure et du support, ces condensations étant à l'origine des amor~ages précités.
Un but de l'invention est de réaliser un disjoncteur dans lequel le chauffage ne nécessite gu'une puissance minime.
Pour cela on utilise un disjoncteur du type décrit dans la demande de brevet canadien 509,111 déposée le 14 mai 1986 et qui comprend un condenseur, extérieur à l'enveloppe, mis au potentiel de la masse, associé à un moyen de chauffage du SF6 liquifié dans le condenseur.
Selon la présente invention, il est donc prévu un disjoncteur à hexafluorure de soufre utilisable aux températures extérieures très basses comprenant une enceinte étanche dans laquelle sont disposés un ensemble de contacts fixes et un ensemble de contacts mobiles, une tige d'entraînement de l'ensemble modile reliée à un mécanisme de manoeuvre, un volume de soufflage, une buse de soufflage et un condenseur, extérieur à l'enceinte, disposé au voisinage du mécanisme et mis au potentiel de celui-ci, l'intérieur du .~,, .
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1~60047 - la -condenseur étant en communication avec l'intérieur du disjoncteur par au moins un conduit, caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen pour prélever en permanence une partie du gaz liquéfié dans le condensateur et le vaporiser par chauffage et un second moyen pour conduire la vapeur ainsi formée dans une enc:einte isolée thermiquement, voisine de la zone d'arc, et communiquant par un orifice avec le volume de soufflage.
De la sorte, comme on l'expliquera plus loin, il existe en permanence une zone proche de la zone d'arc dans laquelle le gaz diélectrique possède une densité et une température supérieure à celles existantes dans les autres parties du disjoncteur, favorisant ainsi la coupure.
L'invention sera bien comprise par la description ci-apres d'un mode préféré de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel:
- la figure 1 est une vue en élévation d'un pôle d'un disjoncteur selon l'invention;
- la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale de la chambre de coupure du même disjoncteur en position fermée;
- La figure 3 est une vue parkielle en coupe axiale de la chambre de coupure du même disjoncteur en position ouverte.
La figure 1 représente un pôle d'un disjoncteur à SF6 : on distingue une colonne en porcelaine 100 délimitant la chambre de coupure, un support isolant 105 contenant une tringle de manoeuvre non représentée et une enceinte 106 enfermant un mécanisme de manoeuvre non représenté.
Un condenseur 108 ( 90US forme d'un tore métallique par exemple) est di~posé à la base du disjoncteur et connecté au potentiel de la terre.
Le condenseur communique par des conduits 108A avec l'intérieur du disjoncteur et permet la condensation du gaz, en évitant que le gaz ne se oondense ailleurs et notamment sur les parois des porcelaines.
Ce gaz liquéfié est amené par un conduit 108B dans un réchauf-feur 109 associé à un organe de chauffage lO9A (résistance électrique de préférence).
Un tube 300, en matériau isolant, 0st relié au réchauffeur 109, pénètre de manière étanche à l'intérieur du dis~oncteur et s'étend ~usqu'au voisinage de la zone de coupure.
On se réfère maintenant à la figure 2. La chambre de coupure comprend un contact fixe d~arc 111, un contact fixe tubulaire 112 ~délimitant un volume 112A) et un ensemble mobile comportant une tige de manoeuvre 115 solidaire d'un cylindre 116 fermé par un disque 117. La tige est creu~e et délimite un volume référencé 115A.
Le disgue 117 porte les doigts de contact principaux 118, des doigts de contact d'arc 119 et une buse de soufflage 120. Un pare-effluves 118A et un pare-étincelles 119A complètent l'ensemble mobile.
Un volume de ~oufflage 121A est délimité par le di~que 117, le cylindre 116 et un piston ~ixe 121.
Des trous 117A dans le disque permettent une communication entre la volume 121A et l'intérieur de la buse de soufflage.
Une enceinte 123, fermée, fixe et thermiquement isolée grâce à des parois en matérlau mauvais conducteur de la chaleur, est réalicée sous le piston fixe lZl. Le ~olume 124 de cette enceinte communique avec le volume 121 par des orifices 125 munis de clapets 126 ainsi que par un ~26004~
orifice 12f de faible diamètre.
Le tube 300 débouche dans l'enceinte 123. Le volume 124 de l'enceinte 123 est légèrement inférieur au volume de soufflage 121A.
Lorsque le dis~oncteur est fermé (figure 2), le gaz chauffé par la rési~tance 109A arrive par le tube 300 dans l'enceinte e~ passe p~ar le trou 127 de cette enceinte danq le volume 121A où il se mé-lange avec le gaz de ce volume.
Ce mélange 9 ~ échappe ensuite par les trouq ll?A et le col 120A de la buce 120 vers l'espace 112A.
Le gaz du volume de soufrlage 121A est toujours plus chaud et de densité plus grande que le gaz du volume 112A.
Lor~que le disjoncteur est manoeuvré pour une ouverture, le gaz de soufflage in~ecté dans la buse est donc de densité relativement importante ce qui facilite la coupure.
Lor~que le di3jonoteur est ouvert (figure 3) et que l'on veut effectuer le cycle fermeture-ouverture, le volume de gaz 124 est utilisé
pour rempllr rapidement de gaz chaud à densité élevée, par aspiration, le volume 121A, gra¢e à l'ouverture des clapets 126 ; de la sorte, le gaz contenu dans le volume 121A à la fin de la phase de fermeture e~t suffisamment dense et chaud pour as.surer une parfaite coupure lors de l'ouverture ultérieure.
En position d'ouverture de dis~oncteur (fieure 3), le gaz du volu-me 124 s'échappe en permanence, par le trou 127 et les trous 117A vers l'espace 112B.
Le trou 127 a une section équivalente à celles des fuites au niveau du contact d'arc fixe (plus précisément au niveau de l'extrémité du pare-étincelles 119A et au niveau du col 120A de la buse 120).
Selon l'invention, on chauffe uniquement la quantité de gaz du volume 121A néce3~aire pour la coupure, et non le vol-me entier du disjoncteur. Ceci autorise une faible puissance de chauffage et un faible risque de condensation de gaz sur les parois de l'enveloppe 100.
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Claims (31)
1. Disjoncteur à hexafluorure de soufre utilisable aux températures extérieures très basses comprenant une enceinte étanche dans laquelle sont disposés un ensemble de contacts fixes et un ensemble de contacts mobiles, une tige d'entraînement de l'ensemble modile reliée à un mécanisme de manoeuvre, un volume de soufflage, une buse de soufflage et un condenseur, extérieur à l'enceinte, disposé
au voisinage du mécanisme et mis au potentiel de celui-ci, l'inté-rieur du condenseur étant en communication avec l'intérieur du disjoncteur par au moins un conduit, caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen pour prélever en permanence une partie du gaz liquéfié dans le condensateur et le vaporiser par chauffage et un second moyen pour conduire la vapeur ainsi formée dans une enceinte isolée thermiquement, voisine de la zone d'arc, et communiquant par un orifice avec le volume de soufflage.
au voisinage du mécanisme et mis au potentiel de celui-ci, l'inté-rieur du condenseur étant en communication avec l'intérieur du disjoncteur par au moins un conduit, caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen pour prélever en permanence une partie du gaz liquéfié dans le condensateur et le vaporiser par chauffage et un second moyen pour conduire la vapeur ainsi formée dans une enceinte isolée thermiquement, voisine de la zone d'arc, et communiquant par un orifice avec le volume de soufflage.
2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier moyen comprend un réchauffeur placé à un niveau inférieur audit condenseur et relié à ce condenseur par un conduit.
3. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second moyen comprend un tube en matériau isolant, débouchant à une extrémité dans ledit réchauffeur et à une autre extrémité
dans ladite enceinte isolée.
dans ladite enceinte isolée.
4. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second moyen comprend un tube en matériau isolant, débouchant à une extrémité dans ledit réchauffeur et à une autre extrémité
dans ladite enceinte isolée.
dans ladite enceinte isolée.
5. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume de soufflage est délimité par un piston fixe et un cylindre lié à la tige de manoeuvre, ladite enceinte isolante étant disposée de l'autre côté du piston par rapport au volume de soufflage et communiquant en permanence avec ledit volume de soufflage par un trou dans le piston fixe.
6. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que que le volume de soufflage est délimité par un piston fixe et un cylindre lié à la tige de manoeuvre, ladite enceinte isolante étant disposée de l'autre côté du piston par rapport au volume de soufflage et communiquant en permanence avec ledit volume de soufflage par un trou dans le piston fixe.
7. Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le volume de soufflage est délimité par un piston fixe et un cylindre lié à la tige de manoeuvre, ladite enceinte isolante étant disposée de l'autre côté du piston par rapport au volume de soufflage et communiquant en permanence avec ledit volume de soufflage par un trou dans le piston fixe.
8. Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le volume de soufflage est délimité par un piston fixe et un cylindre lié à la tige de manoeuvre, ladite enceinte isolante étant disposée de l'autre côté du piston par rapport au volume de soufflage et communiquant en permanence avec ledit volume de soufflage par un trou dans le piston fixe.
9. Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le trou a une section choisie pour être équivalente à la section de fuites au niveau du contact d'arc fixe.
10. Disjoncteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le trou a une section choisie pour être équivalente à la section de fuites au niveau du contact d'arc fixe.
11. Disjoncteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le trou a une section choisie pour être équivalente à la section de fuites au niveau du contact d'arc fixe.
12. Disjoncteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le trou a une section choisie pour être équivalente à la section de fuites au niveau du contact d'arc fixe.
13. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
14. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
15. Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
16. Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
17. Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
18. Disjoncteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
19. Disjoncteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
20. Disjoncteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
21. Disjoncteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
22. Disjoncteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
23. Disjoncteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le volume de soufflage communique avec l'enceinte isolante par des trous munis de clapets ne s'ouvrant que pendant le mouvement de fermeture du disjoncteur.
24. Disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
25. Disjoncteur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
26. Disjoncteur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
27. Disjoncteur selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
28. Disjoncteur selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
29. Disjoncteur selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
30. Disjoncteur selon l'une des revendications 19 à 21, caractérisé
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
31. Disjoncteur selon l'une des revendications 22 et 23, caractérisé
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
en ce que le volume de l'enceinte isolée est au plus égal à celui du volume de soufflage.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8606126A FR2598026B1 (fr) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | Disjoncteur a hexafluorure de soufre utilisable aux temperatures exterieures tres basses |
| FR8606126 | 1986-04-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1260047A true CA1260047A (fr) | 1989-09-26 |
Family
ID=9334686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000535671A Expired CA1260047A (fr) | 1986-04-28 | 1987-04-27 | Disjoncteur a hexafluorure de soufre utilisable aux temperatures exterieures tres basses |
Country Status (4)
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| CN (1) | CN1006746B (fr) |
| CA (1) | CA1260047A (fr) |
| FR (1) | FR2598026B1 (fr) |
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