CH634440A5 - Device for operating a circuit breaker - Google Patents

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CH634440A5
CH634440A5 CH461380A CH461380A CH634440A5 CH 634440 A5 CH634440 A5 CH 634440A5 CH 461380 A CH461380 A CH 461380A CH 461380 A CH461380 A CH 461380A CH 634440 A5 CH634440 A5 CH 634440A5
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insulator
rod
rods
curvature
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CH461380A
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Edmond Thuries
Dante Nicoloso
Alain Jacquis
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Alsthom Cgee
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    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/42Driving mechanisms
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    • H01H2033/426Details concerning the connection of the isolating driving rod to a metallic part

Description

L'invention est relative à un dispositif de manœuvre d'un disjoncteur à haute tension sous atmosphère de gaz diélectrique à l'aide d'une bielle isolante se déplaçant à l'intérieur d'un isolateur cylindrique. The invention relates to a device for operating a high-voltage circuit breaker under a dielectric gas atmosphere using an insulating rod moving inside a cylindrical insulator.

Pendant la manœuvre d'ouverture un tel disjoncteur nécessite la transmission d'une énergie très importante dans la chambre de coupure. En effet, cette énergie est destinée à la fois au déplacement des contacts mobiles et à la compression du gaz diélectrique de soufflage. Lors de la manœuvre de fermeture l'énergie requise est moins importante, car il n'est pas nécessaire de comprimer le gaz mais de pouvoir fermer sur court-circuit. During the opening maneuver, such a circuit breaker requires the transmission of very high energy in the breaking chamber. Indeed, this energy is intended both for moving the movable contacts and for compressing the dielectric blowing gas. During the closing operation, the required energy is less important, since it is not necessary to compress the gas but to be able to close on a short circuit.

Pour la transmission de cette énergie on utilise une bielle qui travaille à la traction lors de l'ouverture. Mais comme cette bielle doit travailler en compression à la fermeture, ses caractéristiques sont alors imposées par sa tenue au flambage. Or son diamètre croît avec sa longueur, c'est-à-dire avec la valeur de la tension, ce qui rend le dispositif particulièrement onéreux. For the transmission of this energy, a connecting rod is used which works on traction during opening. But as this connecting rod must work in compression upon closing, its characteristics are then imposed by its resistance to buckling. However, its diameter increases with its length, that is to say with the value of the voltage, which makes the device particularly expensive.

Cependant, pour les tensions élevées, on peut bien utiliser plusieurs chambres de coupure en série, par exemple pour 420 kV, en plaçant en série quatre chambres montées sur un ou deux isolateurs supports, qui ont alors de larges dimensions pour supporter les chambres et la transmission d'efforts importants. Mais si pour cette même tension, trois chambres suffisent, il est alors difficile de monter un nombre impair de chambres sur des supports destinés à recevoir un nombre pair de chambres. Pour avoir un nombre impair de chambres, on est donc conduit à placer celles-ci verticalement, chacune sur un pied qui pour être économique doit être de très faible diamètre, ce qui n'est pas compatible avec une bielle de gros diamètre. Pour éviter le flambage de bielles de faible diamètre dans un isolateur cylindrique, il a été proposé de fixer périodiquement sur la bielle des pièces intercalaires pour empêcher la déviation latérale de la bielle dans l'isolateur lors de la manœuvre de fermeture. However, for high voltages, it is indeed possible to use several breaking chambers in series, for example for 420 kV, by placing in series four chambers mounted on one or two support insulators, which then have large dimensions for supporting the chambers and the transmission of significant efforts. But if for this same voltage, three chambers are sufficient, then it is difficult to mount an odd number of chambers on supports intended to receive an even number of chambers. To have an odd number of chambers, we are therefore led to place them vertically, each on a stand which, to be economical, must be of very small diameter, which is not compatible with a large diameter rod. To avoid buckling of small diameter connecting rods in a cylindrical insulator, it has been proposed to periodically fix intermediate pieces on the connecting rod to prevent lateral deviation of the connecting rod in the insulator during the closing operation.

Mais de telles pièces isolantes, qui doivent être ajourées pour ne pas entraver le passage du gaz diélectrique à l'intérieur de l'isolateur, sont nécessairement fragiles et d'autre part elles nécessitent autant de dispositifs de fixation sur la bielle qu'il y a de pièces intercalaires. But such insulating parts, which must be perforated so as not to impede the passage of the dielectric gas inside the insulator, are necessarily fragile and on the other hand they require as many fixing devices on the connecting rod as there has spacers.

La présente invention a pour but de fournir un dispositif de manœuvre d'un disjoncteur permettant la transmission d'efforts 5 très importants pendant des temps très courts, mais présentant néanmoins de faibles dimensions, donc peu onéreux. The present invention aims to provide a device for operating a circuit breaker allowing the transmission of very large forces 5 for very short times, but nevertheless having small dimensions, therefore inexpensive.

L'invention a pour objet un dispositif de manœuvre d'un disjoncteur à haute tension sous atmosphère de gaz diélectrique, comprenant, à l'intérieur d'un isolateur cylindrique, une bielle io de manœuvre isolante entraînée par un organe moteur, caractérisé en ce que la bielle comporte des nervures longitudinales dont la courbure de l'extrémité radiale épouse avec jeu la forme interne de l'isolateur. The subject of the invention is a device for operating a high voltage circuit breaker under a dielectric gas atmosphere, comprising, inside a cylindrical insulator, an insulating operating rod io driven by a motor member, characterized in that that the connecting rod has longitudinal ribs, the curvature of the radial end with play the internal shape of the insulator.

Selon un mode de réalisation, la bielle peut être constituée 15 par un faisceau de tiges élémentaires et les nervures peuvent être constituées par des tiges disposées à la périphérie d'une tige centrale. Les tiges peuvent alors être disposées dans des encoches périphériques de la tige centrale. According to one embodiment, the connecting rod can be constituted by a bundle of elementary rods and the ribs can be constituted by rods arranged at the periphery of a central rod. The rods can then be arranged in peripheral notches of the central rod.

Selon une variante, la bielle peut présenter une section cru-20 ciforme. According to a variant, the connecting rod may have a cru-20 ciform section.

Selon une autre variante, le rayon de courbure de l'extrémité radiale des nervures est égale au rayon de courbure de l'intérieur de l'isolateur. According to another variant, the radius of curvature of the radial end of the ribs is equal to the radius of curvature of the interior of the insulator.

25 La bielle peut être réalisée en résine armée. La surface externe de l'extrémité de la bielle peut être revêtue d'une couche à base de polytétrafluoréthylène. 25 The rod can be made of reinforced resin. The outer surface of the end of the connecting rod can be coated with a layer based on polytetrafluoroethylene.

Les particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description de modes de réalisation donnés, ci-après, à 30 titre d'exemples, et illsutrés dans les dessins. The features and advantages of the invention will appear in the description of embodiments given below, by way of examples, and illustrated in the drawings.

La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un disjoncteur comportant un dispositif de manœuvre selon l'invention. Figure 1 is a schematic view in axial section of a circuit breaker comprising an operating device according to the invention.

La figure 2 est une vue en coupe transversale selon II—II du 35 dispositif selon la figure 1. Figure 2 is a cross-sectional view along line II-II of the device according to Figure 1.

La figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 montrant un autre mode de réalisation du dispositif. Figure 3 is a view similar to that of Figure 2 showing another embodiment of the device.

La figure 4 est une vue schématique en coupe axiale d'une extrémité du dispositif selon la figure 3. FIG. 4 is a schematic view in axial section of one end of the device according to FIG. 3.

40 Dans la figure 1, on a désigné par 1 l'isolateur de la chambre de coupure d'un disjoncteur comprenant de manière connue un contact fixe 2 et un contact mobile 3 muni de contacts d'arc et solidaire d'un cylindre mobile 8 de soufflage coopérant avec un piston fixe 4. 40 In FIG. 1, 1 denotes the isolator of the breaking chamber of a circuit breaker comprising in a known manner a fixed contact 2 and a movable contact 3 provided with arcing contacts and integral with a movable cylinder 8 blowing valve cooperating with a fixed piston 4.

45 Le contact mobile 3 est entraîné par une bielle 5 en matériau isolant disposée à l'intérieur d'un isolateur cylindrique 6 supportant l'isolateur 1 de la chambre de coupure et reposant lui-même sur une bride d'étanchéité 9. 45 The movable contact 3 is driven by a connecting rod 5 made of insulating material placed inside a cylindrical insulator 6 supporting the insulator 1 of the breaking chamber and resting itself on a sealing flange 9.

La chambre de coupure intérieure à l'isolateur 1 et l'espace so intérieur de l'isolateur 6 sont remplis d'un gaz diélectrique, tel que de l'hexafluorure de soufre, dont la pression peut être contrôlée par un manomètre 10 et dont l'alimentation peut être commandée par une vanne 11. The shut-off chamber inside the insulator 1 and the interior space so of the insulator 6 are filled with a dielectric gas, such as sulfur hexafluoride, the pressure of which can be controlled by a pressure gauge 10 and whose the supply can be controlled by a valve 11.

L'extrémité inférieure de la bielle 5 est entraînée par un 55 vérin 7 suspendu sous la bride 9. La bielle 5 traverse la bride 9 à travers des joints d'étanchéité non représentés et une chambre 12, communiquant avec l'atmosphère par un conduit 13, est interposée entre la bride 9 et la chambre de travail en regard du vérin 7. The lower end of the connecting rod 5 is driven by a jack 50 suspended under the flange 9. The connecting rod 5 passes through the flange 9 through seals not shown and a chamber 12, communicating with the atmosphere by a conduit 13, is interposed between the flange 9 and the working chamber opposite the jack 7.

6o Pour empêcher le flambage de la bielle 5, celle-ci comporte sur la périphérie de son corps central, qui est de faible diamètre, des nervures longitudinales 14 disposées en croix et dont les extrémités radiales 15 épousent avec un faible jeu la courbure de l'intérieur de l'isolateur 6 comme il est visible dans la fies gure 2. 6o To prevent buckling of the connecting rod 5, the latter comprises on the periphery of its central body, which is of small diameter, longitudinal ribs 14 arranged in a cross and whose radial ends 15 conform with little play to the curvature of the inside the insulator 6 as can be seen in FIGS. 2.

Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, la bielle est constituée par un faisceau de tiges cylindriques 21 assemblées autour d'une tige centrale 22. In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the connecting rod is constituted by a bundle of cylindrical rods 21 assembled around a central rod 22.

3 3

63*440 63 * 440

A cet effet, la tige centrale 22 comporte des encoches périphériques cylindriques 23 dans lesquelles des tiges périphériques 21 sont enfilées. To this end, the central rod 22 has cylindrical peripheral notches 23 in which peripheral rods 21 are threaded.

Les tiges 21 sont alors inscrites le long du cylindre inférieur de l'isolateur 1. Les tiges 21 sont maintenues à leurs extrémités en butée contre un manchon d'accouplement 24 avec la tige centrale 22. The rods 21 are then inscribed along the lower cylinder of the insulator 1. The rods 21 are held at their ends in abutment against a coupling sleeve 24 with the central rod 22.

Dans les deux modes de réalisation la communication du gaz diélectrique contenu dans l'isolateur avec celui du gaz de la chambre de coupure est assurée par la présence d'espaces longitudinaux formés entre les nervures. In both embodiments, the communication of the dielectric gas contained in the insulator with that of the gas in the breaking chamber is ensured by the presence of longitudinal spaces formed between the ribs.

Lors de la manœuvre de déclenchement, le vérin 7 se déplace vers le bas, tirant sur la bielle qui déplace le contact mobile 3 et l'arc est soufflé par la compression du gaz contenu dans le cylindre mobile 8. Lors de la manœuvre d'enclenchement le vérin 7 se déplace de bas en haut et la bielle travaille alors en compression. During the triggering maneuver, the jack 7 moves downwards, pulling on the connecting rod which moves the movable contact 3 and the arc is blown by the compression of the gas contained in the movable cylinder 8. During the maneuver of engagement the cylinder 7 moves from bottom to top and the connecting rod then works in compression.

La bielle 5 des figures 1 et 2 étant de faible diamètre extérieur prend appui sur la surface intérieur de l'isolateur support 6. The connecting rod 5 of FIGS. 1 and 2 being of small external diameter bears on the internal surface of the support insulator 6.

La composante horizontale de l'effort est faible puisque le jeu entre bielle et isolateur support 6 est lui-même faible, d'autre part l'enveloppe de l'isolateur support 6 n'est sollicitée que pendant un court instant, puisqu'en fin de manœuvre, il ne subsiste qu'une faible contrainte statique due au poids des parties mobiles. The horizontal component of the force is small since the clearance between the connecting rod and the support insulator 6 is itself low, on the other hand the envelope of the support insulator 6 is stressed only for a short time, since in at the end of the maneuver, only a slight static stress remains due to the weight of the moving parts.

Avec la bielle selon le mode de réalisation des figures 3 et 4, on obtient un fonctionnement semblable. Les tiges périphériques 21 sont maintenues entre la paroi intérieure de l'isolateur cylindrique 6 et la tige centrale 22 sans pièce particulière de fixation autre que le manchon d'accouplement 24. With the connecting rod according to the embodiment of Figures 3 and 4, a similar operation is obtained. The peripheral rods 21 are held between the inner wall of the cylindrical insulator 6 and the central rod 22 without any particular fixing part other than the coupling sleeve 24.

Les bielles en matériau isolant sont fabriquées à l'aide de fibres de hautes caractéristiques mécaniques. Ces fibres peuvent The connecting rods made of insulating material are manufactured using fibers with high mechanical characteristics. These fibers can

être noyées dans une matière à base de résines polyester ou époxydes. be embedded in a material based on polyester or epoxy resins.

De telle bielles, pleines ou creuses, peuvent être obtenues suivant différentes techniques: Such connecting rods, solid or hollow, can be obtained using different techniques:

s - par imprégnation d'un tissu enroulé sur un mandrin s - by impregnating a fabric wound on a mandrel

- par enroulement filamentaire à partir d'un fil roving - by filament winding from a roving wire

- par traction à travers une filière de fils roving imprégnés de résine pour donner aux éléments constitutifs de la bielle la forme de section désirée. - By traction through a die of roving son impregnated with resin to give the constituent elements of the connecting rod the desired section shape.

io Cette dernière technique est particulièrement intéressante pour la réalisation de bielles pleines ayant une section en forme de croix ou d'étoile par exemple. This latter technique is particularly advantageous for the production of solid connecting rods having a cross-section or a star-shaped section for example.

Les avantages de la solution sont les suivantes: The advantages of the solution are as follows:

- gain sur le diamètre de la bielle de transmission, donc 15 inertie faible et mise en vitesse plus rapide, d'où gain aussi sur l'énergie mise en jeu ; gain on the diameter of the transmission rod, therefore low inertia and faster speed setting, hence also gain on the energy involved;

- utilisation d'isolateurs de dimensions plus standard, car de diamètre intérieur plus important et d'obtention plus facile et moins onéreuse; - use of insulators of more standard dimensions, because larger inside diameter and easier and cheaper to obtain;

20 - gain corrélatif sur le support isolant qui ne travaille plus en flexion mais uniquement en traction et compression et peut, de ce fait, garder le même diamètre quelle que soit sa longueur donc la tension du disjoncteur; 20 - correlative gain on the insulating support which no longer works in bending but only in tension and compression and can, therefore, keep the same diameter whatever its length, therefore the voltage of the circuit breaker;

Pour des supports très longs ou pour des disjoncteurs ins-25 tallés dans des zones soumises à des séismes, des tirants empêchent la contrainte en flexion ; For very long supports or for circuit breakers installed in earthquake-prone areas, tie rods prevent bending stress;

- possibilité de monter économiquement un nombre de chambres impair; - possibility of economically mounting an odd number of rooms;

- la section cruciforme ou étoilée de la bielle permet le - the cruciform or star-shaped section of the connecting rod allows the

30 passage du gaz pour la réalimentation, évite le freinage de l'équipage mobile et réduite les surfaces en frottement avec la surface intérieure de la procelaine, tout en gardant un jeu acceptable avec l'isolateur; 30 passage of gas for make-up, avoids braking of the moving element and reduces the surfaces in friction with the internal surface of the procelaine, while keeping an acceptable clearance with the insulator;

- absence de pièces intermédiaires. - absence of intermediate parts.

C VS

1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims (8)

634 440634,440 1. Dispositif de manœuvre d'un disjoncteur à heute tension sous atmosphère de gaz diélectrique, comprenant, à l'intérieur d'un isolateur cylindrique, une bielle de manœuvre isolante entraînée par un organe moteur, caractérisé en ce que la bielle (5) comporte des nervures longitudinales (14) dont la courbure de l'extrémité radiale (15) épouse avec jeu la forme interne de l'isolateur. 1. Device for operating a high voltage circuit breaker under a dielectric gas atmosphere, comprising, inside a cylindrical insulator, an insulating operating rod driven by a driving member, characterized in that the connecting rod (5) has longitudinal ribs (14), the curvature of the radial end (15) playfully conforms to the internal shape of the insulator. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bielle est constituée par un faisceau de tiges élémentaires (21, 22). 2. Device according to claim 1, characterized in that the connecting rod is constituted by a bundle of elementary rods (21, 22). 2 2 REVENDICATIONS 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les nervures sont constituées par des tiges cylindriques (21) disposées à la périphérie d'une tige centrale (22). 3. Device according to claim 2, characterized in that the ribs are constituted by cylindrical rods (21) disposed at the periphery of a central rod (22). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tiges périphériques (21) sont disposées dans des encoches périphériques (23) de la tige centrale (22) et maintenues par une butée (24) aux extrémités de la tige. 4. Device according to claim 3, characterized in that the peripheral rods (21) are arranged in peripheral notches (23) of the central rod (22) and held by a stop (24) at the ends of the rod. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la section de la bielle (5) est cruciforme. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the section of the connecting rod (5) is cruciform. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rayon de courbure de l'extrémité radiale (15) des nervures est égal au rayon de courbure de l'intérieur de l'isolateur. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the radius of curvature of the radial end (15) of the ribs is equal to the radius of curvature of the interior of the insulator. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bielle est réalisée en résine armée. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the connecting rod is made of reinforced resin. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la surface externe de l'extrémité de la bielle est revêtue d'une couche à base de polytétrafluoréthylène. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the external surface of the end of the connecting rod is coated with a layer based on polytetrafluoroethylene.
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