La présente invention se rapporte à un contact électrique utilisable pour constituer le contact d'arc d'un disjoncteur à moyenne ou haute tension.
On sait que dans les disjoncteurs à auto-soufflage, la chaleur produite par l'arc qui s'établit à la séparation des contacts d'arc est utilisée pour échauffer le gaz d'un volume appelé volume de soufflage ou volume d'expansion. Ce volume est délimité à une extrémité par une buse de soufflage; au passage par zéro du courant à couper, le gaz du volume de soufflage se détend à travers le col de la buse et souffle l'arc.
Plus exactement, l'invention concerne un contact électrique, utilisable comme contact d'arc mobile dans un disjoncteur à auto-soufflage comportant un volume de soufflage et une buse de soufflage ledit contact étant constitué d'un tube métallique traversant ladite buse et à l'extrémité duquel est fixé un organe d'obstruction du passage du gaz de soufflage en matériau isolant.
Un tel contact est décrit dans la demande de brevet français n DEG 9 109 177 déposée le 19 juillet 1991 par la Déposante. Un embout y constitue l'organe d'obstruction. Son but est de fournir un contact permettant d'obtenir une plus grande pression dans le volume de soufflage en particulier pour la coupure des courants de faible intensité.
Cependant un tel agencement présente l'inconvénient de manquer d'efficacité dans le cas de coupure de courants de forte intensité à grandes durées d'arc où le débit dé gaz devient insuffisant pour souffler l'arc correctement.
Pour résoudre ce problème, conformément a l'invention, l'organe est rétractable sous l'effet de pressions élevées.
Selon une première variante, un embout constituant l'organe d'obstruction est fixé à l'extrémité du tube, l'embout étant rétractable à l'intérieur du tube sous l'effet de pressions de soufflage élevées.
Selon un mode de réalisation préféré, l'extrémité de l'embout intérieure au tube est sollicitée par un ressort en appui sur un épaulement interne du tube.
Selon une seconde variante, l'organe d'obstruction est constitué d'un cylindre concentrique au et coulissant sur le tube.
Selon un mode de réalisation préféré, une extrémité du cylindre est sollicitée par un ressort en appui sur un épaulement externe du tube et son autre extrémité vient en butée contre la buse en position d'obstruction.
Le matériau de l'organe d'obstruction peut être du polytétrafluoro-éthylène.
L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant des modes de réalisation préférés de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur équipé d'un contact conforme à l'invention, selon une première variante, en cas de coupure de courants faibles.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur équipé d'un contact conforme à l'invention, selon la première variante, en cas de coupure de courants forts.
La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur équipé d'un contact conforme à l'invention, selon une seconde variante, en cas de coupure de courants faibles.
La chambre de coupure représentée partiellement en coupe longitudinale sur les figures comprend une enveloppe étanche 1 remplie d'un gaz à bonnes propriétés diélectriques tel que l'hexafluorure de soufre sous une pression de quelques bars.
A l'intérieur de la chambre, on trouve un ensemble fixe comprenant un tube métallique 2 relié électriquement à une première prise de courant non représentée et portant un premier tube métallique 3 constituant le contact principal fixe, un second tube métallique 4 coaxial au premier et constituant le contact d'arc fixe et une buse de soufflage isolante 5. Le tube 4 est muni à son extrémité d'une partie 4A en matériau résistant aux effets de l'arc.
Le volume 6 délimité par le tube 2 et la buse 5 constitue le volume de soufflage du disjoncteur.
L'équipage mobile du disjoncteur comprend un tube métallique 8 relié électriquement par des contacts glissants non représentés à une seconde prise de courant. Le tube est relié à une tringle de manÖuvre isolante non représentée.
Le tube 8 a une extrémité qui s'épanouit pour porter un tube de contact 9 constituant le contact d'arc mobile et des doigts de contact 10 formant le contact principal mobile. Le tube 9 est muni à son extrémité d'une partie 9A en matériau résistant aux effets de l'arc.
Selon les fig. 1 et 2, le tube 9 est muni à son extrémité d'un embout 12 en matériau isolant, qui se prolonge au-delà de la partie 9A sur la fig. 1 et qui est rétractable à l'intérieur du tube 9 sous l'effet de pressions de soufflage élevées comme représenté sur la fig. 2. L'extrémité de l'embout 12 intérieure au tube 9 est sollicitée par un ressort 14 en appui sur un épaulement interne 15 du tube 9.
En cas de coupure de faibles courants (fig. 1), l'embout 12 limite la section d'écoulement à travers la buse ce qui favorise la montée en pression par expansion et permet d'obtenir un débit de gaz suffisant y compris pour les longues durées d'arc.
En cas de coupure de courants forts (fig. 2), soit des courants supérieurs à environ 0,2 fois le courant de court circuit, l'effort exercé par le gaz sur la face avant de l'embout 12 entraîne son recul par rapport à la partie 9A lorsqu'il dépasse l'effort de rappel exercé par le ressort 14. Ainsi est obtenu le plein soufflage au col de la buse 5.
Selon la fig. 3, l'organe d'obstruction est constitué d'un cylindre 13 concentrique au et coulissant sur le tube 9. Une extrémité du cylindre 13 est sollicitée par un ressort 16 en appui sur un épaulement externe 17 du tube 9 et que son autre extrémité vient en butée contre la buse 5 en position d'obstruction.
En cas de coupure de faibles courants (fig. 3), le cylindre 13 ferme la section d'écoulement entre la buse 5 et le tube 9 ce qui favorise la montée en pression par expansion et permet d'obtenir un débit de gaz suffisant y compris pour les longues durées d'arc.
En cas de coupure de courants forts, l'effort exercé par le gaz sur la face avant du cylindre 13 entraîne son recul par rapport à la partie 9A lorsqu'il dépasse l'effort de rappel exercé par le ressort 16. Ainsi est obtenu le plein soufflage au col de la buse 5.
Le matériau de l'organe d'obstruction 12, 13 peut être du polytétrafluoro-éthylène.
The present invention relates to an electrical contact usable for constituting the arcing contact of a medium or high voltage circuit breaker.
It is known that in self-blowing circuit breakers, the heat produced by the arc which is established at the separation of the arcing contacts is used to heat the gas to a volume called blowing volume or expansion volume. This volume is delimited at one end by a blowing nozzle; when the current to be cut through crosses zero, the gas in the blowing volume expands through the nozzle neck and blows the arc.
More precisely, the invention relates to an electrical contact, usable as a movable arcing contact in a self-blowing circuit breaker comprising a blowing volume and a blowing nozzle, said contact consisting of a metal tube passing through said nozzle and at 'end of which is fixed an obstruction member of the passage of the blowing gas in insulating material.
Such contact is described in French patent application No. DEG 9 109 177 filed on July 19, 1991 by the Applicant. A nozzle constitutes the obstruction member there. Its purpose is to provide a contact making it possible to obtain greater pressure in the blowing volume, in particular for breaking low-intensity currents.
However, such an arrangement has the drawback of being ineffective in the event of breaking of high intensity currents with long arc durations where the gas flow becomes insufficient to blow the arc correctly.
To solve this problem, in accordance with the invention, the member is retractable under the effect of high pressures.
According to a first variant, an end piece constituting the obstruction member is fixed to the end of the tube, the end piece being retractable inside the tube under the effect of high blowing pressures.
According to a preferred embodiment, the end of the end piece inside the tube is biased by a spring bearing on an internal shoulder of the tube.
According to a second variant, the obstruction member consists of a cylinder concentric with and sliding on the tube.
According to a preferred embodiment, one end of the cylinder is biased by a spring bearing on an external shoulder of the tube and its other end abuts against the nozzle in the obstructed position.
The material of the obstruction member may be polytetrafluoroethylene.
The invention is set out below in more detail with the aid of drawings representing preferred embodiments of the invention.
Fig. 1 is a view in longitudinal section of a circuit breaker equipped with a contact according to the invention, according to a first variant, in the event of a break in low currents.
Fig. 2 is a view in longitudinal section of a circuit breaker equipped with a contact according to the invention, according to the first variant, in the event of a break in strong currents.
Fig. 3 is a view in longitudinal section of a circuit breaker equipped with a contact according to the invention, according to a second variant, in the event of a break in low currents.
The interrupting chamber shown partially in longitudinal section in the figures comprises a sealed envelope 1 filled with a gas with good dielectric properties such as sulfur hexafluoride under a pressure of a few bars.
Inside the chamber, there is a fixed assembly comprising a metal tube 2 electrically connected to a first outlet not shown and carrying a first metal tube 3 constituting the main fixed contact, a second metal tube 4 coaxial with the first and constituting the fixed arcing contact and an insulating blowing nozzle 5. The tube 4 is provided at its end with a part 4A made of material resistant to the effects of the arcing.
The volume 6 delimited by the tube 2 and the nozzle 5 constitutes the blowing volume of the circuit breaker.
The mobile equipment of the circuit breaker comprises a metal tube 8 electrically connected by sliding contacts not shown to a second socket. The tube is connected to an insulating operating rod not shown.
The tube 8 has one end which opens out to carry a contact tube 9 constituting the movable arcing contact and contact fingers 10 forming the movable main contact. The tube 9 is provided at its end with a part 9A of material resistant to the effects of the arc.
According to fig. 1 and 2, the tube 9 is provided at its end with a nozzle 12 made of insulating material, which extends beyond the part 9A in FIG. 1 and which is retractable inside the tube 9 under the effect of high blowing pressures as shown in FIG. 2. The end of the end piece 12 inside the tube 9 is urged by a spring 14 bearing on an internal shoulder 15 of the tube 9.
In the event of a break in low currents (fig. 1), the nozzle 12 limits the flow section through the nozzle, which favors the pressure build-up by expansion and makes it possible to obtain a sufficient gas flow rate, including for long arc times.
In the event of a break in strong currents (Fig. 2), i.e. currents greater than about 0.2 times the short circuit current, the force exerted by the gas on the front face of the nozzle 12 causes it to recede from in part 9A when it exceeds the return force exerted by the spring 14. This gives full blowing at the neck of the nozzle 5.
According to fig. 3, the obstruction member consists of a cylinder 13 concentric with and sliding on the tube 9. One end of the cylinder 13 is biased by a spring 16 bearing on an external shoulder 17 of the tube 9 and that its other end abuts against the nozzle 5 in the obstructed position.
In the event of a break in low currents (fig. 3), the cylinder 13 closes the flow section between the nozzle 5 and the tube 9, which promotes the pressure build-up by expansion and makes it possible to obtain a sufficient gas flow y included for long arc times.
In the event of a break in strong currents, the force exerted by the gas on the front face of the cylinder 13 causes it to recede relative to the part 9A when it exceeds the restoring force exerted by the spring 16. Thus is obtained the full blowing at the nozzle neck 5.
The material of the blocking member 12, 13 can be polytetrafluoroethylene.