CA1295003C - Disjoncteur a haute ou moyenne tension a gaz sous pression a energie de coupure prelevee sur celle de l'arc - Google Patents
Disjoncteur a haute ou moyenne tension a gaz sous pression a energie de coupure prelevee sur celle de l'arcInfo
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- CA1295003C CA1295003C CA000573450A CA573450A CA1295003C CA 1295003 C CA1295003 C CA 1295003C CA 000573450 A CA000573450 A CA 000573450A CA 573450 A CA573450 A CA 573450A CA 1295003 C CA1295003 C CA 1295003C
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Abstract
: Disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz sous pression à énergie de coupure prélevée sur celle de l'arc. L'invention concerne un disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz sous pression à énergie de coupure prélevée sur celle de l'arc. Elle a pour objet un disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz sous pression à énergie de coupure prélevée sur cells de l'arc, du type comprenant : - un ensemble fixe comprenant des contacts principaux (8a) et des contacts d'arc (21a), - un ensemble mobile comprenant des contacts principaux (26) et des contact d'arc (25), - un volume de soufflage (V1) comportant un piston (12) se déplaçant à la séparation des contacts et poussant du gaz comprimé à travers une buse de soufflage (7) s'ouvrant sur la zone où se forme un arc principal à la séparation des contacts d'arc et un jeu de contacts auxiliaires (22a, 21c) en série avec les contacts d'arc pour créer un arc auxiliaire dans le volume (V2) situé à l'arrière du piston, caractérisé en. ce qu'il comporte des moyens (23, 24) pour n'autoriser la séparation des contacts auxiliaires que lorsque la pression dans la zone de soufflage atteint un seuil prédéterminé.
Description
Disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz- 90U9 pr8ssion à énergie de cou ure rélevée sur celle de l'arc.
_ P P
La présente invention est relative à un disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz diélectrique ~ous preCIsion dont l'énergie de coupure est, pour la ooupure des courants de forte intensité, partiellement prélevée ~ur celle de l'arc.
On connait des disjoncteurs comprenant un pi~ton de ~oufflage de l'arc dont l'énergie de manoeuvre est assurée au moins partiellement par le gaz dont la pression augMente 30U~ 1 1 effet de l'augmentation de température produite par l'arc.
~n tel diqjoncteur est décrit dans le brevet ~rançais n 77 19086.
Il a été propo~é d~augmenter encore la pression à laquelle e3t soumise le pi3ton en équipant le dis~oncteur d'un jeu d'electrodes a~urant la formation dlun Yecond arc s'établissant en même temps qu~ le première.
Un tel disjoncteur est par exemple décrit danq le brevet américain 3 985 988.
On a ob~ervé toutefois qu'un tel disjonckeur pré~ente de~
inconvénients.
En effet, la multiplication des zone~ d'arc entraîne une augmention du rlsque de réamoroage après une manoeuvre d'ouverture du diYjonoteur. En particulier, ll e~t inutile d'avoir un second arc pour la coupure des faible~ courant~, en particulier des faibles courants inductifs.
Un but de l'invention est de réaliser un disjoncteur à sou~flage d'arc par piston, dan~ lequel un ~econd arc~ venant accroître la force exercée sur le piston, n'est établi que lorsque le courant à oouper est important (courant de court-circuit par exemple) cet arc auxillaire ne q'établi~sant pas lorsque le courant à couper est faible (courant inductif, coupure à vide).
L'invention a pour objet un disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz sous pression à énergie de coupure prélevée sur celle de l'arc, du type comprenant :
- un ensemble ~ixe comprenant des contact~ principaux et des contact 3~6 : , :
5~)3 d'arc, - un ensemble mobile comprenant des contact~ principaux et des contact d'arc, - un volume de qoufflage comportant un piston se déplaçant à la séparation des contacts et poussant du gaz comprimé à travers une buse de soufflage s'ouvrant sur la zone où se forme un ara prircipal à la 3éparation des contacts d'arc et - un jeu de contactq auxiliaires en série avec :Les contact~ d'arc pour créer un arc auxiliaire dans le volume ~itué à l'arrière du piston, caractérisé en ce qu'il comporte de~ moyens pour n'autoriser la séparation des contacts auxiliaires que lorsque la pression dan~
la zone de soufflage atteint un seuil prédéterminé.
L'invention est préci~ée par la de~cription cl-après de plusieurs exemples de ~a mise en oeuvre.
Le dessin annexé comprend les ~igures ci~après :
- La ~igure 1 e~t une vue en demi-coupe axiale d'un cli~joncteur 3elon un premier mode de réalisation de l'invention, position enclen-chée~
- La ~igure 2 est une vue en demi-coupe axiale du même disJonc-teur repré~enté au cour~ d'une manoeuvre de déclenchement, - La figure 3 est une vue en demi-coupe axiale d'un disjoncteur ~elon un second mode de réali~ation repré~en~é au cours d'une manoeuvre de déclenchement, - La figure 4 est u~e vue partielle en coupe axiale d'un disjoncteur selon un mode de réalisation voisin de celui de la ~igure 1, en position déclenchée.
- La figure 5 est la même vue partielle mais représentée au cours d'une manoeuvre d'enclenchement.
- La figure 6 es~ une vue partielle en coupe axiale d'un disjoncteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
Le disjoncteur de la figure 1 comprend une enveloppe extérieu-re 1, en céramique délimitant un volume 2 rempli d'un gaz diélectrique tel que l'hexafluorure de qoufre, sous une pression de quelques bars.
Un flasque métallique 3 relié à une prise de courant 4, ferme : ~ .
:, .
:, o~
une extrémité de l'enveloppe.
A ce ~lasque est fixée une pièce métallique comprenant une première portion cylindrique 5a coaxiale à l'enveloppe, une partie discale 5b perpendiculaire à l'axe 6 de l'enveloppe et une seconde partie cylindrique 5c de diamètre in~érieur au diamètre de la partie 5a. La partie discale comprend des orifices de préférence circulai-res 5d, régulièrement répartis vers le bord du diqque, par exemple trois orifices à 120 degrés l'un de l'autre.
La partie cylindrique 5c présente une extrémité 5e plus épaisse percée d'orifices 5f convergeant vers l'axe 6.
A cette extrémité sont fixés, une buise isolante ~ et une pièce métallique 8 à extrémité tubulaire 8a constituant le contact permanent fixe du disjoncteur. La pièce 8 porte des orifices 8b en coincidencas avec les orifices 5~ pour dé~inir des passages - 15 de soufflage. Par lei~ orificeis 5d paissent de9 tiges 9 ~ixées par une première extrémité à une bague 10 ooulissant dans le cylindre 5a et poussée par un ressort 11 s'appuyant isur le flasqu2. La iseconde extrémité deis tiges 9 porte un piston 12 qui se prolonge d'une part par un cylindre métallique 13 entourant le cylindre 5a, d'autre part par un cylindre isolant 14 terminé par une partie rerflée 14a.
Les pièces 12, 14, 5c et 8 définis3ent un volume Vl.
Le cylindre 5a se prolonge par une pièce métallique 15 munie d'une portion annulaire 16 constituant un piston fixe coulissant le long du cylindre 13. On désigne par V2 le volume délimité par les pièces 16, 13, 12, 5c et 5b.
Les pistons 12 et 16 sont percéq d'orifices référencés respecti-vement 12a et 16a associés à des clapets mobiles 12b et 16b.
A la partie discale 5b est fixé un tube métallique 18 terminé
par un épaulement annulaire 18a.
A cet épaulement est fixée un ensemble cylindrique oomprenant un premier cylindre métallique 19 prolongé par un second cylindre iisolant 20 lui-même prolongé par un troisième cylindre 21 métallique, terminé par une extrémité 21a en métal ou alliage résistant à l'usure de l'arc et constituant l'un de contacts d'arc principaux.
Le cyllndre 21 se prolonge du côté opposé à l'extrémité 21a . . .
: . . .. ; . .
~' :
~5~3 par une parti~ cylindrique extérieure aù cylindre 20 et termlnée par une portion 21c constituant un des contacts auxiliaire d'arc.
L'autre contact auxiliaire d'arc est une pièce métallique 22 poussée par un ressort 23 s'appuyant sur l'épaulement 18ag munie d'une extrémité résistante 22a.
Le cylindre 5c présents, au droit des contacts d'arc auxiliaires, de larges ouvertures 18b.
Un cylindre isolant 2~ est fixé au contaot 23. Ce cylindre présente des ouvertureq 24a mettant la zone des contact3 21c, 22a en liaison avec le volume V2 à travers les ouverture~ 18b.
Le cylindre 24 présente une partie annulaire 24b munie d'un contact gli3sant ~er~ant le volume V2 par gli~sement sur le cylin-dre 22.
L'extrémité du cylindre Z4 pré3ente une partie renflée 24c ~ermant li~space annulaire compris entre les cylindres 21 et 5c et con~tituant un piston.
La section S2 de oet espace est supérieure à la seotion S1 entre la pièce Z1 et l'extrémité de la pièce 5e.
L'équipage mobile du di~jonoteur oomprend un tube 25 avec extrémité 25a resistante à l'aro et constituant le contact principal mobile d'arc, ainsi que des doigtq 26 associés à des res~orts 27 et protégés par un oapot 28 at oonstituant le contaot prinoipal fixe.
Les contaots mobiles 25 et 26 sont reliés comme il est blen connue à une seconde prise de courant non représentée.
Ils sont dépla~ables en bloc grâoe à une tringle de manoeuvre non représentée.
En positon enclenchée, le capot 28 repousqe la pièce 14, ce qui provoque la mise en compression du ressort 11. Les contacts principaux 26 et 8a assurent le passage du courant permanent à
traverq la prise 4, le ~lasque 3, la pièce cylindrique 5a, 5b, 5c, 5e, le contaat 8a et le contact 26.
Les contacts d'arc principaux 25a-21a et les contacts d'arc auxiliaire 22a-21c sont en contact, le ressort 23 peut être détendu ou bandé.
Le fonctionnement du disjoncteur est le suivant :
: . : ,, , a/ Coupure des courants de forte intensité (courants de court-circuit).
L'équipage mobile est déplacé par la tringle de manoeuvre vers le bas de la figure.
Lss contacts principaux 26 et 8a se séparerlt, puis Les contacts d'arc principaux 25a 21a se séparent à leur tour provoquant la nai3sance d'un arc primaire 30 (figure 2).
Lorsque le capot 28 s'est déplacé, la pièce 14 a SUiYi le mouvement ~ous l'action du ressort 11 ; il sn est résulté un déplace-ment du pi~ton 12 comprimant le volume ~1 et poussant du gaz de soufflage sur l'arc 30 à travers les canaux 8b-5f.
L'augmentation de pression dans la zone voisine de 1'arc primaire 30 entraîne un déplacement de la pièce 24 contre l'action du re3sort 23 (vers le haut de la flgure). Cette pre~sion slexerce sur la section Sl puis, dès que la pièce 24 ~'est déplacée, sur la ~ection S2.
Le mouvement entra~ne la ~éparation des contacts auxiliaires d'arc 22a et 21c, provoquant la nai~sance d'un arc secondaire ;
le courant passe alors par le~ pièceq 4, 3, 5a, 5d, 18, 18a, 19, 2Z, l'arc 31~ 21c, 21, 21a, l'arc 30~ 25a et 25.
L'arc 31 provoque une forte montée de la pre~sion dans le volume V2, ce qui accroît la pre3sion sur le piston 12 qui, s'exerçant sur la large surface S4 contribue ainsi à augmenter le ~oufflage de llarc primaire 30 par le gaz du volume V1.
On notera que pendant la phase d'ouverture du disjoncteur, le clapet 12b reste fermé, car 11 présents une surface plus grcmde du côté du volume Vl que du côté du volume V2. Le clapet 16b s'ouvre et évite une dépression du volume ~2 lors de l'apparition de l'arc secondaire, la suppression le fer~e.
Au passage par zéro du courant, les arcs s'ételgnent et :Le re3sort 23 ramène le contact 22a au contact du contact 21c. Des trous calibrés non représentés assurent l'évacuation de la pression du volume V2 en fin de manoeuvre de déclenchement.
b/ Coupure des courants de faible inten~ité ~coupure du courant nominal, coupure des courants inductifs).
L'arc 30 a une énergie inYuffisante pour que l'augmentation de pression qu'il engendre soit suffisante pour déplacer la pièce 24 ' , : . ~ . , - .
'~ :
": ~ .
contre l'action du ressort.
Il n'~ a donc pas d'arc ~econdaire et donc pas de risque de réamorçage engendrant des surtensions en ca~cade.
L'énergie contenue dans le ressort 11 suffit à assurer, par ~on action ~ur le piston 12, un ~oufflage correct de l'arc 30.
c/ fermeturs A la fermeture du disjoncteur~ produite par le déplacemsnt ver3 le haut de la figure de l'équipage mo~ile7 le capot 28 repousse la pièce 14 contre l'action du ressort 11. Le clapet 12b s'ouvre et le clapet 16b se ferme, ce qui assure le remplissage du volume V1 depuis le volume V2.
Des trou~ de décompression 21b dans la pièce 21 et 18b dans la pièce 18 permettent d'égaliser les pressions et de réduire l'énergie nécessaire à la fermeture du disjonoteur~
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit le 3euil de courant à couper à partir duquel l'arc secondaire 5 ~ établit, est réglé par la force du ressort 23.
On pourra donc utiliser le di~oneteur en haute ou moyenn~
tension et réeler aisément le3 seuils de fonctionnement désirés.
Dan~ l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, 18 piston de souf~lage et les contacts d'arc auxiliaires appartiennent aux parties ~ixes du di~joncteur.
La figure 3 représente un disjoncteur dan~ laquelle le piston de soufflage et les contacts d'arc auxilaire appartiennent à l'équipage mobile.
Les éléments fonctionnellement communs aux figures 1 et 3 ont reçu les memes numéros de référence.
En haut de la figure, les contacts 25-25a et 26-27-28 sont fixe3 ; le re~te des parties de la figure appartiennent à l'équipage m~bile.
Le ressort 11 s'appuie maintenant daDs une gorge 5g de la pièce 5a-5b-5c qui est guidée dans un tube fixe 33.
Le piston de sou~flage 12 n'est pas couplé au contact mobile.
Le fonctionnement est identique à celui décrit en référence aux figures 1 et 2, l'énergie de souf~lage de l'arc produit par les faibles courants étant toujours assurée par le ressort 11.
:
: .
~ ~ .
,, 3 %9~3 La masse de l'équipage mobile etant supérieure à celle de l'équipage mobile du disjoncteur selon la figure 1, on préférera souvent la solution de la figure 1 à celle de la figure 3.
Danq les disjoncteurs du type décrit precédemment, il peut survenir, pour des tensions nominales élevëess un préamorçage pendant la phase de fermeture (enclenchement) du disjoncteur.
Le préamorçage entra}ne l'ouverture des contacts d'arc secondai-res, provoquant un arc qui acorolt la pression dans le volume V2.
Il est donc nécessiare de prévoir un moyen d'évacuer le gaz de oe volume vers le volume 2, faute ds quoi la fermeture du disjuncteur ne pourrait avoir lieu.
La figure 4 est une vue partielle du disjoncteur de l'invention, dans laquelle les éléments communs aux figures 1 et 4 ont reçu le~ mêmeq numéros de référence.
On notera cette fois qus le res30rt 11a de manoeuvre du piston 12, 8 ~ appuie sur un épaulemsnt annulaire Sh de la pièce 5a.
Pour permettre l'évacuation du gaz du volume ~2 lors de l'enclen-chement, le di3joncteur présente les caractéristiques ci-aprèq :
le cylindre 14 est rendu mobile par rapport au cylindre 13 grâce à un ressort 40 qui s'appuie sur un redan 13a de la pièce 13. Le oyllndre 13 e~t percé d'orifices radiaux 13b ; il en est de meme de la pièce 14, qui pré~ente des orifice~ radiaux 14b, situés de manière que, par le coulissement relatif des pièceq 13 et 14, les orifice~ 13b puissent venir en coincidence avec les orifices 14b.
Les orifice~ 13b et 14b sont en outre situéq l'un par rapport à l'autre de manière que lorsque le dlsjoncteur est ouvert ou en cours d'ouverture (figure 4), ces orifices ne soient pas en coinci-dence, ce qui lais3e le volume V2 fermé.
Lorsque le di~joncteur est en cours de fermeture (figure 5), le capot 28 repousse la pièce 14 contre l'action du ressort 40.
Les orifices 13b et 14b viennent alors en coincidence, ce qui permet d'évacuer, le cas échéant, la surpression due à l'arc secondaire 31.
Bien entendu la force du resgort 40 egt bien inférieure a celle du ressort 11a.
;::
: ' :
La course de la pièce 14 peut ê~re liml~ée par un pion 13c solidaire du oylindre 13 coopérant avec une lumière 14c de la pièce 14.
La figure 6 et une vue partielle en deml-coupe axiale d'un di~joncteur selon une variante de réalisation.
Les élémsnt3 commun aux figures 1, ~ ~t 6 ont reçu leq même~
numéro3 da ré~érence.
Dan~ cette variante, le contact auxiliaire 22 ainsi que la pièc~ 24 sont fixe~ et solidaires de la piece 5a.
Le second contact auxiliaire, référencé maintenant 45 couli3se dans un logement 24c de la pièce 24, sou3 l'action d~un pi3ton 46 dont une face 46a est mise en communication avec la zone de l'arc principal par des rainure3. Un rassort 47 permet le rappel du oontact 45. Ce dernler est muni de contacts gli~sants ~5a assurant le passage du courant entre le contact 45 et le contaot prlncipal d'arc.
Lorsque l'aro principal ~aillit, le piston se déplace, comprimant le res~ort 47 et provoquant la séparation des contacts d'arc auxiliaires.
L'invention n'est pas limitée aux modea de réallsation décrits et représentés.
Elle s'applique par exemple au disjoncteur décrit dans le brevet français délivré le 8 mai 1988 e-t publié sous le numéro 2,596,575 où l'homme de l'art saura aisément transposer les solutions précédemment décri-tes.
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_ P P
La présente invention est relative à un disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz diélectrique ~ous preCIsion dont l'énergie de coupure est, pour la ooupure des courants de forte intensité, partiellement prélevée ~ur celle de l'arc.
On connait des disjoncteurs comprenant un pi~ton de ~oufflage de l'arc dont l'énergie de manoeuvre est assurée au moins partiellement par le gaz dont la pression augMente 30U~ 1 1 effet de l'augmentation de température produite par l'arc.
~n tel diqjoncteur est décrit dans le brevet ~rançais n 77 19086.
Il a été propo~é d~augmenter encore la pression à laquelle e3t soumise le pi3ton en équipant le dis~oncteur d'un jeu d'electrodes a~urant la formation dlun Yecond arc s'établissant en même temps qu~ le première.
Un tel disjoncteur est par exemple décrit danq le brevet américain 3 985 988.
On a ob~ervé toutefois qu'un tel disjonckeur pré~ente de~
inconvénients.
En effet, la multiplication des zone~ d'arc entraîne une augmention du rlsque de réamoroage après une manoeuvre d'ouverture du diYjonoteur. En particulier, ll e~t inutile d'avoir un second arc pour la coupure des faible~ courant~, en particulier des faibles courants inductifs.
Un but de l'invention est de réaliser un disjoncteur à sou~flage d'arc par piston, dan~ lequel un ~econd arc~ venant accroître la force exercée sur le piston, n'est établi que lorsque le courant à oouper est important (courant de court-circuit par exemple) cet arc auxillaire ne q'établi~sant pas lorsque le courant à couper est faible (courant inductif, coupure à vide).
L'invention a pour objet un disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz sous pression à énergie de coupure prélevée sur celle de l'arc, du type comprenant :
- un ensemble ~ixe comprenant des contact~ principaux et des contact 3~6 : , :
5~)3 d'arc, - un ensemble mobile comprenant des contact~ principaux et des contact d'arc, - un volume de qoufflage comportant un piston se déplaçant à la séparation des contacts et poussant du gaz comprimé à travers une buse de soufflage s'ouvrant sur la zone où se forme un ara prircipal à la 3éparation des contacts d'arc et - un jeu de contactq auxiliaires en série avec :Les contact~ d'arc pour créer un arc auxiliaire dans le volume ~itué à l'arrière du piston, caractérisé en ce qu'il comporte de~ moyens pour n'autoriser la séparation des contacts auxiliaires que lorsque la pression dan~
la zone de soufflage atteint un seuil prédéterminé.
L'invention est préci~ée par la de~cription cl-après de plusieurs exemples de ~a mise en oeuvre.
Le dessin annexé comprend les ~igures ci~après :
- La ~igure 1 e~t une vue en demi-coupe axiale d'un cli~joncteur 3elon un premier mode de réalisation de l'invention, position enclen-chée~
- La ~igure 2 est une vue en demi-coupe axiale du même disJonc-teur repré~enté au cour~ d'une manoeuvre de déclenchement, - La figure 3 est une vue en demi-coupe axiale d'un disjoncteur ~elon un second mode de réali~ation repré~en~é au cours d'une manoeuvre de déclenchement, - La figure 4 est u~e vue partielle en coupe axiale d'un disjoncteur selon un mode de réalisation voisin de celui de la ~igure 1, en position déclenchée.
- La figure 5 est la même vue partielle mais représentée au cours d'une manoeuvre d'enclenchement.
- La figure 6 es~ une vue partielle en coupe axiale d'un disjoncteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
Le disjoncteur de la figure 1 comprend une enveloppe extérieu-re 1, en céramique délimitant un volume 2 rempli d'un gaz diélectrique tel que l'hexafluorure de qoufre, sous une pression de quelques bars.
Un flasque métallique 3 relié à une prise de courant 4, ferme : ~ .
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:, o~
une extrémité de l'enveloppe.
A ce ~lasque est fixée une pièce métallique comprenant une première portion cylindrique 5a coaxiale à l'enveloppe, une partie discale 5b perpendiculaire à l'axe 6 de l'enveloppe et une seconde partie cylindrique 5c de diamètre in~érieur au diamètre de la partie 5a. La partie discale comprend des orifices de préférence circulai-res 5d, régulièrement répartis vers le bord du diqque, par exemple trois orifices à 120 degrés l'un de l'autre.
La partie cylindrique 5c présente une extrémité 5e plus épaisse percée d'orifices 5f convergeant vers l'axe 6.
A cette extrémité sont fixés, une buise isolante ~ et une pièce métallique 8 à extrémité tubulaire 8a constituant le contact permanent fixe du disjoncteur. La pièce 8 porte des orifices 8b en coincidencas avec les orifices 5~ pour dé~inir des passages - 15 de soufflage. Par lei~ orificeis 5d paissent de9 tiges 9 ~ixées par une première extrémité à une bague 10 ooulissant dans le cylindre 5a et poussée par un ressort 11 s'appuyant isur le flasqu2. La iseconde extrémité deis tiges 9 porte un piston 12 qui se prolonge d'une part par un cylindre métallique 13 entourant le cylindre 5a, d'autre part par un cylindre isolant 14 terminé par une partie rerflée 14a.
Les pièces 12, 14, 5c et 8 définis3ent un volume Vl.
Le cylindre 5a se prolonge par une pièce métallique 15 munie d'une portion annulaire 16 constituant un piston fixe coulissant le long du cylindre 13. On désigne par V2 le volume délimité par les pièces 16, 13, 12, 5c et 5b.
Les pistons 12 et 16 sont percéq d'orifices référencés respecti-vement 12a et 16a associés à des clapets mobiles 12b et 16b.
A la partie discale 5b est fixé un tube métallique 18 terminé
par un épaulement annulaire 18a.
A cet épaulement est fixée un ensemble cylindrique oomprenant un premier cylindre métallique 19 prolongé par un second cylindre iisolant 20 lui-même prolongé par un troisième cylindre 21 métallique, terminé par une extrémité 21a en métal ou alliage résistant à l'usure de l'arc et constituant l'un de contacts d'arc principaux.
Le cyllndre 21 se prolonge du côté opposé à l'extrémité 21a . . .
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~' :
~5~3 par une parti~ cylindrique extérieure aù cylindre 20 et termlnée par une portion 21c constituant un des contacts auxiliaire d'arc.
L'autre contact auxiliaire d'arc est une pièce métallique 22 poussée par un ressort 23 s'appuyant sur l'épaulement 18ag munie d'une extrémité résistante 22a.
Le cylindre 5c présents, au droit des contacts d'arc auxiliaires, de larges ouvertures 18b.
Un cylindre isolant 2~ est fixé au contaot 23. Ce cylindre présente des ouvertureq 24a mettant la zone des contact3 21c, 22a en liaison avec le volume V2 à travers les ouverture~ 18b.
Le cylindre 24 présente une partie annulaire 24b munie d'un contact gli3sant ~er~ant le volume V2 par gli~sement sur le cylin-dre 22.
L'extrémité du cylindre Z4 pré3ente une partie renflée 24c ~ermant li~space annulaire compris entre les cylindres 21 et 5c et con~tituant un piston.
La section S2 de oet espace est supérieure à la seotion S1 entre la pièce Z1 et l'extrémité de la pièce 5e.
L'équipage mobile du di~jonoteur oomprend un tube 25 avec extrémité 25a resistante à l'aro et constituant le contact principal mobile d'arc, ainsi que des doigtq 26 associés à des res~orts 27 et protégés par un oapot 28 at oonstituant le contaot prinoipal fixe.
Les contaots mobiles 25 et 26 sont reliés comme il est blen connue à une seconde prise de courant non représentée.
Ils sont dépla~ables en bloc grâoe à une tringle de manoeuvre non représentée.
En positon enclenchée, le capot 28 repousqe la pièce 14, ce qui provoque la mise en compression du ressort 11. Les contacts principaux 26 et 8a assurent le passage du courant permanent à
traverq la prise 4, le ~lasque 3, la pièce cylindrique 5a, 5b, 5c, 5e, le contaat 8a et le contact 26.
Les contacts d'arc principaux 25a-21a et les contacts d'arc auxiliaire 22a-21c sont en contact, le ressort 23 peut être détendu ou bandé.
Le fonctionnement du disjoncteur est le suivant :
: . : ,, , a/ Coupure des courants de forte intensité (courants de court-circuit).
L'équipage mobile est déplacé par la tringle de manoeuvre vers le bas de la figure.
Lss contacts principaux 26 et 8a se séparerlt, puis Les contacts d'arc principaux 25a 21a se séparent à leur tour provoquant la nai3sance d'un arc primaire 30 (figure 2).
Lorsque le capot 28 s'est déplacé, la pièce 14 a SUiYi le mouvement ~ous l'action du ressort 11 ; il sn est résulté un déplace-ment du pi~ton 12 comprimant le volume ~1 et poussant du gaz de soufflage sur l'arc 30 à travers les canaux 8b-5f.
L'augmentation de pression dans la zone voisine de 1'arc primaire 30 entraîne un déplacement de la pièce 24 contre l'action du re3sort 23 (vers le haut de la flgure). Cette pre~sion slexerce sur la section Sl puis, dès que la pièce 24 ~'est déplacée, sur la ~ection S2.
Le mouvement entra~ne la ~éparation des contacts auxiliaires d'arc 22a et 21c, provoquant la nai~sance d'un arc secondaire ;
le courant passe alors par le~ pièceq 4, 3, 5a, 5d, 18, 18a, 19, 2Z, l'arc 31~ 21c, 21, 21a, l'arc 30~ 25a et 25.
L'arc 31 provoque une forte montée de la pre~sion dans le volume V2, ce qui accroît la pre3sion sur le piston 12 qui, s'exerçant sur la large surface S4 contribue ainsi à augmenter le ~oufflage de llarc primaire 30 par le gaz du volume V1.
On notera que pendant la phase d'ouverture du disjoncteur, le clapet 12b reste fermé, car 11 présents une surface plus grcmde du côté du volume Vl que du côté du volume V2. Le clapet 16b s'ouvre et évite une dépression du volume ~2 lors de l'apparition de l'arc secondaire, la suppression le fer~e.
Au passage par zéro du courant, les arcs s'ételgnent et :Le re3sort 23 ramène le contact 22a au contact du contact 21c. Des trous calibrés non représentés assurent l'évacuation de la pression du volume V2 en fin de manoeuvre de déclenchement.
b/ Coupure des courants de faible inten~ité ~coupure du courant nominal, coupure des courants inductifs).
L'arc 30 a une énergie inYuffisante pour que l'augmentation de pression qu'il engendre soit suffisante pour déplacer la pièce 24 ' , : . ~ . , - .
'~ :
": ~ .
contre l'action du ressort.
Il n'~ a donc pas d'arc ~econdaire et donc pas de risque de réamorçage engendrant des surtensions en ca~cade.
L'énergie contenue dans le ressort 11 suffit à assurer, par ~on action ~ur le piston 12, un ~oufflage correct de l'arc 30.
c/ fermeturs A la fermeture du disjoncteur~ produite par le déplacemsnt ver3 le haut de la figure de l'équipage mo~ile7 le capot 28 repousse la pièce 14 contre l'action du ressort 11. Le clapet 12b s'ouvre et le clapet 16b se ferme, ce qui assure le remplissage du volume V1 depuis le volume V2.
Des trou~ de décompression 21b dans la pièce 21 et 18b dans la pièce 18 permettent d'égaliser les pressions et de réduire l'énergie nécessaire à la fermeture du disjonoteur~
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit le 3euil de courant à couper à partir duquel l'arc secondaire 5 ~ établit, est réglé par la force du ressort 23.
On pourra donc utiliser le di~oneteur en haute ou moyenn~
tension et réeler aisément le3 seuils de fonctionnement désirés.
Dan~ l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, 18 piston de souf~lage et les contacts d'arc auxiliaires appartiennent aux parties ~ixes du di~joncteur.
La figure 3 représente un disjoncteur dan~ laquelle le piston de soufflage et les contacts d'arc auxilaire appartiennent à l'équipage mobile.
Les éléments fonctionnellement communs aux figures 1 et 3 ont reçu les memes numéros de référence.
En haut de la figure, les contacts 25-25a et 26-27-28 sont fixe3 ; le re~te des parties de la figure appartiennent à l'équipage m~bile.
Le ressort 11 s'appuie maintenant daDs une gorge 5g de la pièce 5a-5b-5c qui est guidée dans un tube fixe 33.
Le piston de sou~flage 12 n'est pas couplé au contact mobile.
Le fonctionnement est identique à celui décrit en référence aux figures 1 et 2, l'énergie de souf~lage de l'arc produit par les faibles courants étant toujours assurée par le ressort 11.
:
: .
~ ~ .
,, 3 %9~3 La masse de l'équipage mobile etant supérieure à celle de l'équipage mobile du disjoncteur selon la figure 1, on préférera souvent la solution de la figure 1 à celle de la figure 3.
Danq les disjoncteurs du type décrit precédemment, il peut survenir, pour des tensions nominales élevëess un préamorçage pendant la phase de fermeture (enclenchement) du disjoncteur.
Le préamorçage entra}ne l'ouverture des contacts d'arc secondai-res, provoquant un arc qui acorolt la pression dans le volume V2.
Il est donc nécessiare de prévoir un moyen d'évacuer le gaz de oe volume vers le volume 2, faute ds quoi la fermeture du disjuncteur ne pourrait avoir lieu.
La figure 4 est une vue partielle du disjoncteur de l'invention, dans laquelle les éléments communs aux figures 1 et 4 ont reçu le~ mêmeq numéros de référence.
On notera cette fois qus le res30rt 11a de manoeuvre du piston 12, 8 ~ appuie sur un épaulemsnt annulaire Sh de la pièce 5a.
Pour permettre l'évacuation du gaz du volume ~2 lors de l'enclen-chement, le di3joncteur présente les caractéristiques ci-aprèq :
le cylindre 14 est rendu mobile par rapport au cylindre 13 grâce à un ressort 40 qui s'appuie sur un redan 13a de la pièce 13. Le oyllndre 13 e~t percé d'orifices radiaux 13b ; il en est de meme de la pièce 14, qui pré~ente des orifice~ radiaux 14b, situés de manière que, par le coulissement relatif des pièceq 13 et 14, les orifice~ 13b puissent venir en coincidence avec les orifices 14b.
Les orifice~ 13b et 14b sont en outre situéq l'un par rapport à l'autre de manière que lorsque le dlsjoncteur est ouvert ou en cours d'ouverture (figure 4), ces orifices ne soient pas en coinci-dence, ce qui lais3e le volume V2 fermé.
Lorsque le di~joncteur est en cours de fermeture (figure 5), le capot 28 repousse la pièce 14 contre l'action du ressort 40.
Les orifices 13b et 14b viennent alors en coincidence, ce qui permet d'évacuer, le cas échéant, la surpression due à l'arc secondaire 31.
Bien entendu la force du resgort 40 egt bien inférieure a celle du ressort 11a.
;::
: ' :
La course de la pièce 14 peut ê~re liml~ée par un pion 13c solidaire du oylindre 13 coopérant avec une lumière 14c de la pièce 14.
La figure 6 et une vue partielle en deml-coupe axiale d'un di~joncteur selon une variante de réalisation.
Les élémsnt3 commun aux figures 1, ~ ~t 6 ont reçu leq même~
numéro3 da ré~érence.
Dan~ cette variante, le contact auxiliaire 22 ainsi que la pièc~ 24 sont fixe~ et solidaires de la piece 5a.
Le second contact auxiliaire, référencé maintenant 45 couli3se dans un logement 24c de la pièce 24, sou3 l'action d~un pi3ton 46 dont une face 46a est mise en communication avec la zone de l'arc principal par des rainure3. Un rassort 47 permet le rappel du oontact 45. Ce dernler est muni de contacts gli~sants ~5a assurant le passage du courant entre le contact 45 et le contaot prlncipal d'arc.
Lorsque l'aro principal ~aillit, le piston se déplace, comprimant le res~ort 47 et provoquant la séparation des contacts d'arc auxiliaires.
L'invention n'est pas limitée aux modea de réallsation décrits et représentés.
Elle s'applique par exemple au disjoncteur décrit dans le brevet français délivré le 8 mai 1988 e-t publié sous le numéro 2,596,575 où l'homme de l'art saura aisément transposer les solutions précédemment décri-tes.
. .~
~ .
Claims (6)
1/ Disjoncteur à haute ou moyenne tension à gaz sous pression à
énergie de coupure prélevée sur celle de l'arc, du type comprenant :
- un ensemble fixe comprenant des contacts principaux et des contacts d'arc, - un ensemble mobile comprenant des contacts principaux et des contact d'arc, - un volume de soufflage comportant un piston se déplaçant à la séparation des contacts et poussant du gaz comprimé à travers une buse de soufflage s'ouvrant sur la zone où se forme un arc principal à la séparation des contacts d'arc et - un jeu de contacts auxiliaires en série avec les contacts d'arc pour créer un arc auxiliaire dans le volume situé à l'arrière du piston, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour n'autoriser la séparation des contacts auxiliaires que lorsque la pression dans la zone de soufflage atteint un seuil prédéterminé.
énergie de coupure prélevée sur celle de l'arc, du type comprenant :
- un ensemble fixe comprenant des contacts principaux et des contacts d'arc, - un ensemble mobile comprenant des contacts principaux et des contact d'arc, - un volume de soufflage comportant un piston se déplaçant à la séparation des contacts et poussant du gaz comprimé à travers une buse de soufflage s'ouvrant sur la zone où se forme un arc principal à la séparation des contacts d'arc et - un jeu de contacts auxiliaires en série avec les contacts d'arc pour créer un arc auxiliaire dans le volume situé à l'arrière du piston, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour n'autoriser la séparation des contacts auxiliaires que lorsque la pression dans la zone de soufflage atteint un seuil prédéterminé.
2/ Disjoncteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un piston solidaire de l'un des contacts auxilaires et soumis à la pression de la zone d'arc principal et un ressort de rappel dudit contact auxiliaire.
3/ Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé
en ce que les contacts auxiliaires appartiennent à l'ensemble fixe.
en ce que les contacts auxiliaires appartiennent à l'ensemble fixe.
4/ Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé
en ce que les contacts auxiliaires appartiennent à l'ensemble mobile.
en ce que les contacts auxiliaires appartiennent à l'ensemble mobile.
5/ Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé
en ce que le volume situé en arrière du piston comporte au moins une ouverture associée à un moyen de fermeture qui ferme ladite ouverture au déclenchement du disjoncteur.
en ce que le volume situé en arrière du piston comporte au moins une ouverture associée à un moyen de fermeture qui ferme ladite ouverture au déclenchement du disjoncteur.
6/ Disjoncteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit moyen de fermeture comprend un cylindre muni d'une lumière et lié
à l'ensemble mobile par un ressort.
à l'ensemble mobile par un ressort.
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