EP0669039A1 - Sectionneur electrique a ecran presentant une tenue dielectrique amelioree - Google Patents

Sectionneur electrique a ecran presentant une tenue dielectrique amelioree

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Publication number
EP0669039A1
EP0669039A1 EP94900193A EP94900193A EP0669039A1 EP 0669039 A1 EP0669039 A1 EP 0669039A1 EP 94900193 A EP94900193 A EP 94900193A EP 94900193 A EP94900193 A EP 94900193A EP 0669039 A1 EP0669039 A1 EP 0669039A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
movable contact
screens
contact
arc
screen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP94900193A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-François RICAUD
Maxime Lotissement Clair-Vallon Lhonneur
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soule Materiel Electrique
Original Assignee
Soule Materiel Electrique
Soule SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Soule Materiel Electrique, Soule SA filed Critical Soule Materiel Electrique
Publication of EP0669039A1 publication Critical patent/EP0669039A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/06—Insulating body insertable between contacts

Definitions

  • the present invention relates to the field of switching devices for power lines, in particular for medium and high voltage power lines.
  • Medium voltage typically covers a voltage range from 1000V, while high voltage typically starts at 50,000V.
  • cut-off devices associating a disconnector in the air and a switch under controlled atmosphere.
  • the disconnector in the air and the switch under controlled atmosphere each comprise a fixed contact and a movable contact.
  • these known breaking devices most often include a control mechanism which includes a spring energy accumulator, with exceeding of equilibrium point, to control the opening or closing of the switch in a controlled atmosphere.
  • the known cut-off devices of the aforementioned type comprising a disconnector in the air and a switch under controlled atmosphere have given rise to an abundant literature.
  • Examples include FR-A-1435209, FR-A-2485252, FR-A-2529712, FR-A-1580713, DE-A- 1156141, DE-A-2522525, DE-A-2819019, DE -A-2103600, US-A-3769478, US-A- 3566055, US-A-3824359, US-A-3171004, US-A-3032632 and US-A-2769063.
  • Known air disconnectors generally include a frame which carries three insulators, two of which are fixed insulators respectively connected to pins intended to be each connected to a respective section of the line to be cut, and a movable insulator, a fixed contact of a disconnector linked to one of the pins and a movable switch contact linked to the second pin and controlled to move by the movable insulator.
  • Such disconnectors are described in the aforementioned documents. Disconnectors of the type described above are widely used today.
  • Such screen cut-off devices are for example described in the documents FR-A-2573914, FR-A-2573913, FR-A-2573912, FR-A- 2667978, FR-A-2621418, FR-A-2621417, FR-A-2596196, FR-A-2563939, FR-A- 2548443, FR-A-2540666, FR-A-2540665, FR-A-2511185, FR-A-2632771 and FR-A- 2581476, DE- C-643 821, DE-C-1 060013, DE-C-591 598, DE-C-959 660 and DE-A-3 041 634.
  • the screens hitherto proposed in these documents are formed of pieces of electrically insulating material, displaced in a plane generally transverse to the axis of the movable contact, pivoting or translating, between the contacts of the device, by various mechanisms. , to cut the arc by shearing.
  • the present invention now aims to improve the known breaking devices.
  • a device for cutting electrical lines in particular for medium and high voltage electrical lines, of the known type comprising a housing which houses two electrical contacts, one of which is at least mobile on command and one electrically insulating screen adapted to be interposed very quickly between these two contacts during their separation, to interrupt the possible opening arc, characterized in that it comprises at least one partition transverse to the movement of the movable contact and provided with a central passage receiving the latter and that the screen is pivotally mounted on the partition about an axis parallel to the latter is generally transverse to the movement of the movable contact, between a position for closing the passage, transverse to the movement of the movable contact in the open position of the breaking device and a position generally parallel to the displacement of the movable contact in the closing position of the breaking device so that the screen is separated from the contacts, in the open position of the device, and operates by stretching and blowing the arc during the cutting phase.
  • the screen according to the present invention is subjected to much lower electrical stresses than would be the case with conventional screens known from the prior art in low voltage, if these were used in medium or high voltage, fact that according to the present invention the screen is separated from the contacts when the device is in the open position, whereas in the previous devices, the screen rests against at least one of the contacts when the device is in the position opening.
  • each screen is formed of a rigid panel of electrically insulating material and there is provided a spring means for returning each screen to its closed position of said passage provided in the partition.
  • several evenly distributed screens are provided around the axis of translation of the movable contact.
  • each screen comprises a boss on its face directed towards the movable contact.
  • the end of the movable contact is preferably tapered and made of a material resistant to sparking, for example tungsten.
  • FIG. 1 attached represents a schematic view in axial section of a cut-off device according to the present invention, in the open position
  • FIG. 2 represents a similar view of the same device in the closed position
  • FIG. 3 represents a schematic view in axial section of guide means with a rolling body of the movable contact
  • FIG. 4 shows a schematic view in axial section of the preferred structure of a fixed contact
  • FIG. 5 shows schematically the passage of the movable contact on a screen thanks to the presence of a boss on the latter, despite the presence roughness on the mobile contact
  • FIG. 6 represents, on the other hand, the risk of the mobile contact catching on a screen 400, in the absence of such bosses
  • FIGS. 7 and 8 represent two alternative embodiments of the end of the mobile contact
  • FIG. 9 represents, in axial section, an alternative embodiment in accordance with the present invention.
  • FIGS. 10, 11, 12 respectively represent a first front view, a cross-sectional view along the section plane XI-XI of FIG. 10 and a second front view of the screens of FIG. 9,
  • FIG. 13 represents an alternative embodiment of a fixed contact in accordance with the present invention.
  • FIG. 14 represents an alternative embodiment in which the movable contact is guided in rotation
  • FIG. 15 and 16 schematically show two variants of the breaking device according to the present invention equipped with additional arc blowing means.
  • the device according to the present invention can either be fixed on a post above or below the line, or be placed in a casing placed on the ground or buried.
  • the device shown in Figures 1 and 2 attached is a single-phase device; that is to say that it is suitable for interrupting the connection between two contacts connected respectively to two sections of a line to be cut.
  • the present invention preferably applies to a three-phase system by tripling the structure shown in the attached figures.
  • the device according to the present invention shown in the appended figures, comprises an electrically insulating box 100.
  • This box 100 can be produced for example by assembling different plastic parts or even a composite material composed of a mixture of resin and fillers.
  • the housing 100 carries two contacts 200, 300 respectively connected to the two sections of the line to be cut.
  • one of the contacts 300 is fixed, while the second contact 200 is mobile. More precisely according to the embodiments shown in Figures 1 to 13 attached, the movable contact 200 is guided in translation along an axis 0-0 on which the housing 100 is centered.
  • the housing 100 essentially comprises a longitudinal wall 110 parallel to the axis 0-0 and two transverse walls 120 and 130 orthogonal to this axis 0-0.
  • the longitudinal wall 110 can be cylindrical of revolution around the axis 0-0, or have any section, for example polygonal, centered on the axis 0-0.
  • the transverse surfaces 120 and 130 are each provided on their outer surface 122 and 132 with a cylindrical sleeve 124, 134, centered on said axis 0-0.
  • the sleeve 124 is used to guide the movable contact 200 in translation along the axis 0-0.
  • the sleeve 134 supports the fixed contact 300.
  • the movable contact 200 is formed of a straight pin of electrically conductive material. Pin 200 is centered on axis 0-
  • the spindle 200 has a cylindrical section of revolution around the axis 0-0.
  • the pin 200 may have a different section, for example a polygonal section, provided that the guide means provided on the sleeve 124 are adapted to the section of the spindle 200.
  • the end 201 of the movable pin 200 adjacent to the fixed contact 300 is generally tapered towards the fixed contact 300.
  • the end 201 of the pin 200 has the shape a hemispherical cap.
  • other geometries are possible for this end of the pin 200.
  • the movable contact 200 is connected by any suitable flexible and electrically conductive means to the corresponding line section, for example by an electrically conductive braid.
  • the sleeve 124 can be strictly complementary to the section of the spindle 200.
  • the sleeve 124 can support means facilitating the sliding of the spindle 200, along the axis 0-0, for example bearings with rolling bodies, such as marbles.
  • FIG. 3 There is shown schematically in Figure 3 attached, an embodiment of such a ball bearing.
  • two rings of balls 126 can be seen axially spaced on the internal surface 125 of the sleeve 124 to guide the pin 200.
  • the fixed contact 300 carried by the sleeve 134 can be the subject of numerous embodiments.
  • each contact element 300 comprises a plurality of parts 310 distributed equally around the axis OO of the movable contact 200 and of the sleeve 1.34, inside the sleeve 134.
  • Each part 310 comprises a rectilinear core 312 parallel to the axis of the sleeve 134 and provided with rounded ends 315, 316 convex towards the movable contact 200, that is to say towards the center of the sleeve 134.
  • Each part 310 is biased towards the movable contact 200, ie radially inward, by a spring 320 in the general shape of a V, the apex of which rests on the inner surface of the sleeve 134 and the ends of this spring 320 are engaged in the rounded ends 315 and 316 of the part 310.
  • This fixed contact 300 is placed inside the sleeve 134.
  • the transverse partitions 120, 130 are each provided, on their internal surface 127, 137 and respectively around the contacts 200 and 300, with a ring 128, 138 of potential distribution.
  • the rings 128, 138 can be the subject of numerous embodiments. According to the particular embodiment shown in the appended figures, the rings 128 and 138 are formed by a half torus limited by a plane perpendicular to its axis. The rings 128 and 138 are centered on the 0-0 axis. These rings 128 and 138 make it possible to avoid the peak effect at the end of the pin 200, which can result from the tapered shape of the pin 200 which promotes the development of an electric arc. The rings 128 and 138 delay the development of such an arc.
  • the ring 138 located on the side of the fixed contact 300 also serves, in a manner known per se, as a sacrificial electrode. That is to say that it may be partially deteriorated, in the event of an arc being created between the movable contact 200 and this ring 138, during the closing phase of the device, in order to preserve the fixed contact 300.
  • At least one electrically insulating screen 400, mobile adapted to be quickly inserted between the contacts 200 and 300, during the opening phase of the device.
  • screens 400 are provided which are axially spaced along the axis 0-0 between the two contacts 200 and 300.
  • the screens 400 are carried by transverse partitions 140 perpendicular to the axis 0-0.
  • Each of these partitions 140 is provided with a central passage 142 centered on the axis 0-0.
  • the passage 142 is automatically closed by a screen 400 when the device is moved to the open position. More precisely, the screens 400 are pivoted by the partitions 140.
  • the pivot axes of the screens 400 on the partitions 140 are referenced 402. This axis 402 is generally parallel to the partition 140 and therefore transverse to the axis 0- 0. Even more precisely according to the present invention, the screens
  • the screens 400 are articulated on the partitions 140, around axes 402 which are not parallel to each other, equally spaced around the axis 0-0.
  • the screens 400 impose on the incipient arc between the contacts 200 and 300, a path in the form of a spiral whose length is greater than that of a simple sinusoidal of the same amplitude.
  • the screens 400 are placed on the side of the partitions 140 opposite the movable contact 200, that is to say in the direction of the fixed contact 300.
  • the screens 400 pivot from a position substantially perpendicular to the 0-0 axis as shown in FIG. 1, to a position substantially parallel to the 0-0 axis as shown in FIG. 2, as the spindle 200 advances.
  • the screens 400 follow an opposite movement.
  • the screens 400 are urged by springs 410 towards the closed position of the passages 142 shown in FIG. 1.
  • the springs 410 are adapted to allow rapid movement of the screens 400.
  • the springs 410 can be the subject of numerous variant embodiments. They may be helical springs, as shown in Figures 1 and 2 attached, or any other suitable embodiment, such as for example a spiral or pin spring mounted on the axis 402. Such a spiral spring or hairpin has a smaller footprint than the helical spring illustrated in Figures 1 and 2 attached.
  • Each screen 400 is formed from an electrically insulating and rigid material.
  • the screens 400 can be formed for example from polyacetal or charged silicone.
  • the screens 400 are each provided with a boss 420. These bosses 420 are placed in the vicinity of the free end of the screens 400 on the face of these directed to mobile contact 200.
  • bosses 420 are intended to allow the return of the spindle 200 especially after closing in short circuit.
  • the bosses 420 have for this purpose a curve to facilitate the passage of the spindle 200 when it has a degraded surface condition, for example when roughness 202 is stuck on the spindle 200 following a short-circuit closure, or after different closings on nominal current.
  • Such asperities 202 can appear for example following one or more closing of a circuit under load.
  • FIG. 6 represents the possible attachment of the spindle 200 to a screen 400 not provided with such a boss 420 when the spindle 200 has roughness 202. It is understood on examining the figure
  • the bosses 420 can be formed from the same material as the screens 400. However, as a variant, the bosses 420 can be formed from a flexible and / or elastic material.
  • the bosses 420 make it possible to absorb the shock due to the high speed of the spindle during its displacement in position. closing.
  • bosses 420 are advantageously placed on the screens 400 in a position such that they are centered on the axis 0-0 in the closed position of the passages 142.
  • These bosses 420 advantageously have the shape of a half sphere. However, this particular form is not limiting.
  • the device according to the present invention further comprises on the outer surface of the housing, more precisely on the outer surface 112 of the longitudinal wall 110, fins 114 of material electrically insulating, which extend substantially perpendicular to the axis 0-0.
  • fins 114 of material electrically insulating, which extend substantially perpendicular to the axis 0-0.
  • two fins 114. are thus provided. This number is not however limiting.
  • the fins 114 make it possible to improve the external dielectric strength of the system, by imposing a high arc distance.
  • the end 201 of the spindle is made of a material resistant to sparking, in particular during the short-circuit closure.
  • the tapered tip 201 of the pin 200 is made of tungsten.
  • the end 201 of the spindle 200 may have a special shape adapted to confine an eventual arcing in an area of the tip 201 of the spindle 200 not used to ensure the electrical contact with the contact 300.
  • any deterioration localized in this area, of the pin 200 cannot deteriorate the quality of the subsequent electrical contact with the fixed contact 300.
  • the end 201 of the spindle 200 comprises a central blind orifice 202 with a sharp edge 204, such that the possible initiation occurs between the fixed contact 300 and the edge 204 limiting the opening contour of orifice 202.
  • the rounded end 201 of the spindle 200 has a tip 206 so that the possible initiation takes place between the end 207 of the tip 206 and the fixed contact 300.
  • the housing 100 of the device according to the present invention can be made tight and filled with a neutral atmosphere, such as nitrogen, or even preferably an electronegative gas, for example sulfur hexafluoride.
  • the internal volume of the housing 100 can communicate with the free atmosphere, for example by means of orifices 116 formed in the longitudinal wall 110.
  • these orifices 116 are preferably formed on the side of the closure of the screens 400. That is to say on the side of the passages 142 opposite the axes of articulation 402 of the screens 400. They facilitate the exhaust of gases and fumes from the electric arc for short-circuit breaking and closing. They also enhance the arc blowing effect.
  • the Applicant has found remarkable dielectric strength at high voltage, over a distance between contacts 200, 300, at the opening, relatively short, of the order of 180 mm.
  • the prior mobile screen devices include screens which work on the shearing of the arc. This leads to rapid deterioration of the screens, in the event of an interruption under high voltage.
  • the device according to the present invention does not work by shearing the arc, but by lengthening and blowing it, thanks to the evenly distributed arrangement of the screens around the axis O-Q
  • the screens are not in contact with the electrodes 200, 300, when the appliance is open as shown in FIG. 1.
  • the flaps are in contact with the movable contact 200 as shown in FIG. 2, but the potential difference is then zero between the contacts 200 and 300, which avoids any risk of deterioration of the screens 400.
  • a switching device comprising a housing 100, an electric contact 200 movable in translation along an axis OO, a fixed contact 300, screens 400 pivotally carried on transverse partitions 140 of the housing 100, of the potential distribution rings 128, 138 and of the external fins 114.
  • the housing 100 consists of several modules 150 adapted to be stacked axially along the axis O-O. These modules 150 are also adapted to be engaged on the transverse end walls 120, 130.
  • Each module 150 comprises a transverse partition 140 which supports a pivoting screen 400, as well as an orifice 116 in its side wall, on the closing side of the screens 400.
  • three modules 150 are thus provided stacked along the axis O-O, therefore three screens 400.
  • the number of modules 150 used depends on the voltage between the contacts 200 and 300, and consequently on the dielectric strength required on opening.
  • each transverse partition 140 includes a housing 144 for receiving the screen 400, and in this housing 144, a cylindrical wall 145 which surrounds the passage 142.
  • each screen 400 comprises, on its face directed towards the associated partition 140, a cylindrical recess 430 which surrounds the boss 420.
  • the recess 430 is complementary to the wall 145.
  • the wall 145 penetrates into the recess 430.
  • This arrangement forms a labyrinth which reinforces the dielectric strength of the system.
  • the outer periphery of the fins 114 is connected to an external housing 160 which further improves the external dielectric strength of the assembly.
  • the external housing 160 is made of electrically insulating material.
  • FIG. 13 shows an alternative embodiment in accordance with the present invention of a fixed contact 300.
  • This figure 13 shows a plurality of parts 310 of electrically conductive material evenly distributed around the axis O-O.
  • Each part 310 comprises a rectilinear core 312 generally parallel to the axis O-O and provided with rounded ends 315, 316, convex towards the movable contact 200.
  • each piece 310 is biased towards the axis O-O, by a piston 322 biased by a spring 324.
  • the spring 324 is typically helical and radial relative to the axis O-O.
  • the parts 310 are thus biased towards the axis O-O by pivoting around one of their ends 315 which rests against a fixed pin 317 connected to the corresponding section of line.
  • FIG. 13 the position occupied by a part 310 during the insertion of the movable contact 200 has been shown in left half-view and the position occupied by the part 310 after removal of the contact in right-hand half-view. mobile 200.
  • the stop 326 must not hinder the movement of the movable contact 200.
  • FIG. 14 appended an alternative embodiment of a breaking device according to the present invention, which comprises a modular housing 100, a movable electrical contact 200, a fixed contact 300, screens 400 pivotally carried on partitions 140 and potential distribution rings.
  • the movable contact 200 is not guided in translation, but in rotation about an axis 210.
  • the housing 100 therefore has a generally cylindrical shape centered on the axis 210.
  • the passages 142 formed in the partitions 140 are distributed over a circular path centered on the axis 210, of the same radius as the contact 200.
  • the variant represented in FIG. 14 makes it possible to limit the size of the system.
  • the overall dimensions of the system are at least equal to twice the length of the movable contact 200, or twice the intercontact, in the open position, between the contacts 200 and 300 , according to FIG. 14, the size of the system is only of the order of two thirds of the length of the movable contact 200.
  • the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described but extends to any variant in accordance with its spirit.
  • the movable contact 200 is moved between its open and closed position by an abruptly moving actuation system, preferably a control mechanism which comprises a spring energy accumulator with exceeding of equilibrium point.
  • FIGS. 15 and 16 show improved variants of the cut-off device. These improved variants include additional means 500 for blowing the arc. More precisely according to FIGS. 15 and 16, the means 500 comprise a cylinder 510 which houses a piston 520 and which communicates with a conduit 530. The piston 520 is connected to a connecting rod 540 which controls the movement of the movable contact 200.
  • the conduit 530 opens, at its end 532, perpendicularly to the axis 0-0 opposite the zone of separation of the contacts 200 and 300, that is to say near the guard ring 138, in the housing. 100.
  • the conduit 530 opens axially into the movable contact 200, itself hollow, so that the medium injected into the conduit 530, through the piston cylinder 510/520, arrives axially at the level of the separation zone of the contacts 200 and 300.
  • the operation of the means 500 shown in the figures 15 and 16 is essentially the following.
  • the connecting rod 540 When the connecting rod 540 is pivotally displaced about its axis 542, to cause the opening of the device, that is to say the displacement of the movable contact 200, the chamber of the cylinder 510 connected to the conduit 530 is pressurized by the displacement piston 520.
  • a jet of the medium contained in the box 100 is directed towards the zone of separation of the movable contacts 200 and 300, in order to blow the arc foot.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de coupure de lignes électriques, notamment pour lignes électriques moyenne et haute tension du type connu comprenant un boîtier (100) qui loge deux contacts électriques (200, 300), dont l'un au moins mobile sur commande et un écran électriquement isolant (400) adapté pour être interposé très rapidement entre ces deux contacts (200, 300) lors de leur séparation, pour interrompre l'arc éventuel d'ouverture, caractérisé par le fait que l'écran (400) est séparé des contacts (200, 300) en position d'ouverture du dispositif, et par le fait que ledit écran (400) opère par allongement et soufflage de l'arc, lors de la phase de coupure.

Description

SECTIONNEUR ELECTRIQUE A ECRAN PRESENTANT UNE TENUE DIELECTRIQUE AMELIOREE
La présente invention concerne le domaine des dispositifs de coupure pour lignes électriques, en particulier pour lignes d'alimentation moyenne et haute tension.
La moyenne tension couvre typiquement une gamme de tension à partir de 1000V, tandis que la haute tension commence typiquement à 50 000V.
On a déjà proposé de nombreux dispositifs de coupure pour lignes électriques.
On a notamment proposé, pour les lignes électriques moyenne et haute tension, des dispositifs de coupure associant un sectionneur dans l'air et un interrupteur sous atmosphère contrôlée. Généralement le sectionneur dans l'air et l'interrupteur sous atmosphère contrôlée comprennent chacun un contact fixe et un contact mobile.
Par ailleurs, ces dispositifs de coupure connus comprennent le plus souvent un mécanisme de commande qui comporte un accumulateur d'énergie à ressort, avec dépassement de point d'équilibre, pour contrôler l'ouverture ou la fermeture de l'interrupteur sous atmosphère contrôlée.
Les dispositifs de coupure connus du type précité, comprenant un sectionneur dans l'air et un interrupteur sous atmosphère contrôlée ont donné lieu à une littérature abondante. On peut citer par exemple les documents FR-A-1435209, FR-A-2485252, FR-A-2529712, FR-A-1580713, DE-A- 1156141, DE-A-2522525, DE-A-2819019, DE-A-2103600, US-A-3769478, US-A- 3566055, US-A-3824359, US-A-3171004, US-A-3032632 et US-A-2769063.
La Demanderesse a déjà proposé des perfectionnements aux dispositifs de coupure connus à sectionneur dans l'air et interrupteur sous atmosphère contrôlée, dans sa demande de brevet français déposée le 26 Avril 1991 sous le n° 91 05176.
Les sectionneurs dans l'air connus comprennent généralement un châssis qui porte trois isolateurs dont deux isolateurs fixes reliés respectivement à des broches destinées à être connectées chacune à un tronçon respectif de la ligne à sectionner, et un isolateur mobile, un contact fixe de sectionneur lié à l'une des broches et un contact mobile de sectionneur lié à la seconde broche et commandé à déplacement par l'isolateur mobile. De tels sectionneurs sont décrits dans les documents précités. Les sectionneurs du type ci-dessus décrit sont largement utilisés de nos jours.
On connait par ailleurs des appareils de coupure électrique comprenant un boîtier qui loge deux contacts électriques dont l'un au moins mobile sur commande et un écran électriquement isolant adapté pour être interposé très rapidement entre ces deux contacts lors de leur séparation, pour interrompre l'arc éventuel d'ouverture.
De tels appareils de coupure à écran sont par exemple décrits dans les documents FR-A-2573914, FR-A-2573913, FR-A-2573912, FR-A- 2667978, FR-A-2621418, FR-A-2621417, FR-A-2596196, FR-A-2563939, FR-A- 2548443, FR-A-2540666, FR-A-2540665, FR-A-2511185, FR-A-2632771 et FR-A- 2581476, DE-C-643 821, DE-C-1 060013, DE-C-591 598, DE-C-959 660 et DE-A-3 041 634.
Les écrans jusqu'ici proposés dans ces documents sont formés de pièces en matériau électriquement isolant, déplacées dans un plan généralement transversal à l'axe du contact mobile, à pivotement ou à translation, entre les contacts de l'appareil, par des mécanismes divers, pour couper l'arc par cisaillement.
A la connaissance de la Demanderesse, les appareils de coupure à écran ne sont pas utilisés de nos jours pour le sectionnement de lignes électriques moyenne et haute tension.
La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les dispositifs de coupure connus.
Selon la présente invention, ce but est atteint grâce à un dispositif de coupure de lignes électriques, notamment pour lignes électriques moyenne et haute tension, du type connu comprenant un boîtier qui loge deux contacts électriques dont l'un au moins mobile sur commande et un écran électriquement isolant adapté pour être interposé très rapidement entre ces deux contacts lors de leur séparation, pour interrompre l'arc éventuel d'ouverture, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une cloison transversale au déplacement du contact mobile et munie d'un passage central recevant ce dernier et que l'écran est monté à pivotement sur la cloison autour d'un axe parallèle à celle-ci soit généralement transversal au déplacement du contact mobile, entre une position d'obturation du passage, transversale au déplacement du contact mobile en position d'ouverture du dispositif de coupure et une position généralement parallèle au déplacement du contact mobile en position de fermeture du dispositif de coupure de sorte que l'écran soit séparé des contacts, en position d'ouverture du dispositif, et opère par allongement et soufflage de l'arc lors de la phase de coupure.
L'écran conforme à la présente invention est soumis à des contraintes électriques beaucoup plus faibles que n'en subiraient les écrans classiques connus de l'état de la technique en basse tension, si ceux- ci étaient utilisés en moyenne ou haute tension, du fait que selon la présente invention l'écran est séparé des contacts lorsque le dispositif est en position d'ouverture, alors que dans les dispositifs antérieurs, l'écran repose contre l'un au moins des contacts lorsque le dispositif est en position d'ouverture.
En outre le fait de travailler par allongement et soufflage et non pas par cisaillement, pour couper l'arc, permet de préserver beaucoup plus longtemps l'écran.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention le contact mobile est guidé à translation sur le dispositif de coupure. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, chaque écran est formé d'un panneau rigide en matériau électriquement isolant et il est prévu un moyen ressort pour rappeler chaque écran vers sa position d'obturation dudit passage prévu dans la cloison. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, il est prévu plusieurs écrans équirépartis autour de l'axe de translation du contact mobile.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, chaque écran comprend un bossage sur sa face dirigée vers le contact mobile.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, il est prévu un anneau de répartition de potentiel à l'intérieur du boîtier, autour de chaque contact.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, l'extrémité du contact mobile est de préférence effilée et réalisée en un matériau résistant à l'étincelage, par exemple en tungstène.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels :
- la figure 1 annexée représente une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif de coupure conforme à la présente invention, en position d'ouverture,
- la figure 2 représente une vue similaire du même dispositif en position de fermeture,
- la figure 3 représente une vue schématique en coupe axiale de moyens de guidage à corps de roulement du contact mobile,
- la figure 4 représente une vue schématique en coupe axiale de la structure préférentielle d'un contact fixe, - la figure 5 représente schématiquement le passage du contact mobile sur un écran grâce à la présence d'un bossage sur ce dernier, malgré la présence d'aspérités sur le contact mobile,
- la figure 6 représente en revanche, le risque d'accrochage du contact mobile sur un écran 400, en l'absence de tels bossages, - les figures 7 et 8 représentent deux variantes de réalisation de l'extrémité du contact mobile,
- la figure 9 représente, en coupe axiale, une variante de réalisation conforme à la présente invention,
- les figures 10, 11, 12 représentent respectivement une première vue de face, une vue en coupe transversale selon le plan de coupe XI-XI de la figure 10 et une seconde vue de face des écrans de la figure 9,
- la figure 13 représente une variante de réalisation d'un contact fixe conforme à la présente invention,
- la figure 14 représente une variante de réalisation dans laquelle le contact mobile est guidé à rotation, et
- les figures 15 et 16 représentent schématiquement deux variantes du dispositif de coupure conforme à la présente invention équipées de moyens additionnels de soufflage de l'arc.
Le dispositif conforme à la présente invention peut soit être fixé sur un poteau dessus ou dessous la ligne, soit être placé dans un capotage posé sur le sol ou enterré.
Le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 annexées est un dispositif monophasé; c'est à dire qu'il est adapté pour interrompre la liaison entre deux contacts reliés respectivement à deux tronçons d'une ligne à sectionner.
Bien entendu la présente invention s'applique de préférence à un système triphasé en triplant la structure représentée sur les figures annexées.
Le dispositif conforme à la présente invention, représenté sur les figures annexées, comprend un boitier électriquement isolant 100.
Ce boitier 100 peut être réalisé par exemple par assemblage de différentes pièces en matière plastique ou encore en matériau composite composé d'un mélange de résine et de charges.
Le boitier 100 porte deux contacts 200, 300 reliés respectivement aux deux tronçons de la ligne à sectionner.
De préférence l'un des contacts 300 est fixe, tandis que le second contact 200 est mobile. Plus précisément selon les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 13 annexées, le contact mobile 200 est guidé à translation selon un axe 0-0 sur lequel est centré le boitier 100. Le boitier 100 comprend essentiellement une paroi longitudinale 110 parallèle à l'axe 0-0 et deux parois transversales 120 et 130 orthogonales à cet axe 0-0.
La paroi longitudinale 110 peut être cylindrique de révolution autour de l'axe 0-0, ou présenter une section quelconque, par exemple polygonale, centrée sur l'axe 0-0.
Les surfaces transversales 120 et 130 sont munies chacune sur leur surface extérieure 122 et 132, d'un manchon cylindrique 124, 134, centré sur ledit axe 0-0.
Le manchon 124 sert à guider le contact mobile 200 à translation selon l'axe 0-0. Le manchon 134 supporte le contact fixe 300.
Le contact mobile 200 est formé d'une broche rectiligne en matériau électriquement conducteur. La broche 200 est centrée sur l'axe 0-
0. De préférence la broche 200 possède une section cylindrique de révolution autour de l'axe 0-0. Toutefois la broche 200 peut présenter une section différente, par exemple une section polygonale, sous réserve que les moyens de guidage prévus sur le manchon 124 soient adaptés à la section de la broche 200.
L'extrémité 201 de la broche mobile 200 adjacente au contact fixe 300 est généralement effilée en direction du contact fixe 300. Selon le mode de réalisation particulier représenté sur les figures 1 et 2 annexées, l'extrémité 201 de la broche 200 a la forme d'une calotte hémisphérique. Cependant comme on le verra par la suite d'autres géométries sont possibles pour cette extrémité de la broche 200.
Le contact mobile 200 est relié par tous moyens appropriés souples et électriquement conducteurs, au tronçon de ligne correspondant, par exemple par une tresse électriquement conductrice.
Le manchon 124 peut être rigoureusement complémentaire de la section de la broche 200. En variante, le manchon 124 peut supporter des moyens facilitant le coulissement de la broche 200, selon l'axe 0-0, par exemple des paliers à corps de roulement, tels que des billes.
On a représenté schématiquement sur la figure 3 annexée, un exemple de réalisation d'un tel palier à billes. Sur la figure 3 annexée on aperçoit deux couronnes de billes 126 axialement espacées sur la surface interne 125 du manchon 124 pour guider la broche 200. Le contact fixe 300 porté par le manchon 134 peut faire l'objet de nombreux modes de réalisation.
Un exemple de réalisation d'un tel contact fixe 300 est représenté sur la figure 4 annexée.
Selon le mode de réalisation représenté sur cette figure 4, chaque élément de contact 300 comprend une pluralité de pièces 310 équiréparties autour de l'axe O-O du contact mobile 200 et du manchon 1.34, à l'intérieur du manchon 134. Chaque pièce 310 comporte une âme rectiligne 312 parallèle à l'axe du manchon 134 et pourvue d'extrémités arrondies 315, 316 convexes vers le contact mobile 200, c'est-à-dire vers le centre du manchon 134.
Chaque pièce 310 est sollicitée vers le contact mobile 200, soit radialement vers l'intérieur, par un ressort 320 en forme générale de V, dont le sommet repose sur la surface intérieure du manchon 134 et les extrémités de ce ressort 320 sont engagées dans les extrémités arrondies 315 et 316 de la pièce 310. Ce contact fixe 300 est placé à l'intérieur du manchon 134.
Les cloisons transversales 120, 130 sont munies chacune, sur leur surface interne 127, 137 et respectivement autour des contacts 200 et 300, d'un anneau 128, 138 de répartition de potentiel. Les anneaux 128, 138 peuvent faire l'objet de nombreux modes de réalisation. Selon le mode de réalisation particulier représenté sur les figures annexées, les anneaux 128 et 138 sont formés d'un demi tore limité par un plan perpendiculaire à son axe. Les anneaux 128 et 138 sont centrés sur l'axe 0-0. Ces anneaux 128 et 138 permettent d'éviter l'effet de pointe en extrémité de la broche 200, pouvant résulter de la forme effilée de la broche 200 qui favorise le développement d'un arc électrique. Les anneaux 128 et 138 retardent le développement d'un tel arc.
L'anneau 138 situé du côté du contact fixe 300 sert en outre, de façon connue en soi, d'électrode de sacrifice. C'est-à-dire qu'elle peut être partiellement détériorée, en cas de naissance d'un arc entre le contact mobile 200 et cet anneau 138, au cours de la phase de fermeture du dispositif, pour préserver le contact fixe 300.
Comme indiqué précédemment, selon la présente invention il est prévu au moins un écran électriquement isolant 400, mobile, adapté pour être intercalé rapidement entre les contacts 200 et 300, lors de la phase d'ouverture du dispositif.
De préférence selon la présente invention il est plus précisément prévu plusieurs écrans 400 espacés axialement selon l'axe 0-0 entre les deux contacts 200 et 300.
Selon le mode de réalisation particulier représenté sur les figures 1 et 2 annexées il est ainsi prévu trois écrans 400 sans que ce mode de réalisation ne puisse être considéré comme limitatif.
Les écrans 400 sont portés par des cloisons transversales 140 perpendiculaires à l'axe 0-0.
Il est ainsi prévu trois cloisons 140 selon le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2 annexées.
Chacune de ces cloisons 140 est munie d'un passage central 142 centré sur l'axe 0-0. Le passage 142 est obturé automatiquement par un écran 400 lorsque le dispositif est déplacé en position d'ouverture. Plus précisément les écrans 400 sont portés à pivotement par les cloisons 140. Les axes de pivotement des écrans 400 sur les cloisons 140, sont référencés 402. Cet axe 402 est généralement parallèle à la cloison 140 et par conséquent transversal à l'axe 0-0. Plus précisément encore selon la présente invention, les écrans
400 sont répartis autour de l'axe 0-0. Ainsi on aperçoit sur les figures 1 et 2 annexées que les écrans 400 sont alternativement montés à pivotement sur les cloisons 140, au niveau de zones diamétralement opposées par rapport à l'axe 0-0. Cette disposition permet d'allonger la distance entre les contacts 200 et 300 et donc la longueur de l'arc.
Le mode de réalisation schématique donné sur les figures 1 et 2 annexées conduit à un trajet d'arc sensiblement sinusoïdal.
Toutefois de façon avantageuse, les écrans 400 sont articulés sur les cloisons 140, autour d'axes 402 non parallèles entre eux, équirépartis autour de l'axe 0-0. Ainsi lors de l'ouverture du dispositif, les écrans 400 imposent à l'arc naissant entre les contacts 200 et 300, un trajet en forme de spirale dont la longueur est supérieure à celle d'une simple sinusoïdale de même amplitude.
Les écrans 400 sont placés sur le côté des cloisons 140 opposé au contact mobile 200, c'est à dire en direction du contact fixe 300.
Lors de la phase de fermeture du dispositif, les écrans 400 pivotent d'une position sensiblement perpendiculaire à l'axe 0-0 telle que représentée sur la figure 1, vers une position sensiblement parallèle à l'axe 0-0 telle que représentée sur la figure 2, au fur et à mesure de l'avancement de la broche 200.
Lors de la phase d'ouverture du dispositif, les écrans 400 suivent un mouvement opposé.
On comprend que ce mouvement des écrans 400 permet de souffler l'arc naissant entre les contacts 200 et 300. De plus.le déplacement des écrans 400 permet par déplacement de molécules de gaz, de refroidir l'arc.
Par ailleurs, les écrans 400 sont sollicités par des ressorts 410 vers la position d'obturation des passages 142 représentée sur la figure 1.
Les ressorts 410 sont adaptés pour permettre un déplacement rapide des écrans 400. Les ressorts 410 peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Il peut s'agir de ressorts hélicoïdaux, comme représenté sur les figures 1 et 2 annexées, ou de tout autre mode de réalisation approprié, tel que par exemple un ressort en spiral ou en épingle monté sur l'axe 402. Un tel ressort spiral ou en épingle présente un encombrement plus faible que le ressort hélicoïdal illustré sur les figures 1 et 2 annexées.
Chaque écran 400 est formé d'un matériau électriquement isolant et rigide. Les écrans 400 peuvent être formés par exemple de polyacétal ou de silicone chargé. Comme on l'a représenté sur les figures 1 et 2 annexées de préférence les écrans 400 sont munis chacun d'un bossage 420. Ces bossages 420 sont placés au voisinage de l'extrémité libre des écrans 400 sur la face de ceux-ci dirigée vers le contact mobile 200.
Ces bossages 420 sont destinés à permettre le retour de la broche 200 notamment après fermeture en court-circuit. Les bossages 420 possèdent à cet effet un galbe pour faciliter le passage de la broche 200 lorsqu'elle possède un état de surface dégradé, par exemple lorsque des aspérités 202 sont collées sur la broche 200 suite à une fermeture en court- circuit, ou après différentes fermetures sur courant nominal. De telles aspérités 202, d'origine électrique, peuvent apparaître par exemple suite à une ou plusieurs fermeture d'un circuit en charge.
On a représenté sur la figure 5 annexée cette phase de passage de la broche 200 sur un bossage 420, malgré la présence d'aspérités 202. On comprend à l'examen de la figure 5 que les bossages 420 évitent l'accrochage de la broche 200 sur les écrans 400.
En revanche la figure 6 représente l'accrochage possible de la broche 200 sur un écran 400 non pourvu d'un tel bossage 420 lorsque la broche 200 possède des aspérités 202. On comprend à l'examen de la figure
6 qu'il existe alors un risque de destruction possible des écrans 400, voire de la broche 200.
Les bossages 420 peuvent être formés dans le même matériau que les écrans 400. Toutefois en variante, les bossages 420 peuvent être formés dans un matériau souple et/ou élastique.
Dans ce dernier cas les bossages 420 permettent d'absorber le choc dû à la vitesse élevée de la broche lors de son déplacement en position de fermeture.
A cet effet les bossages 420 sont avantageusement placés sur les écrans 400 dans une position telle qu'ils soient centrés sur l'axe 0-0 en position d'obturation des passages 142. Ces bossages 420 ont avantageusement une forme de demie sphère. Toutefois cette forme particulière n'est pas limitative.
Comme on le voit à l'examen des figures 1 et 2 annexées, le dispositif conforme à la présente invention comprend en outre sur la surface extérieure du boîtier, plus précisément sur la surface extérieure 112 de la paroi longitudianale 110, des ailettes 114 en matériau électriquement isolant, qui s'étendent sensiblement perpendiculairement à l'axe 0-0. Selon le mode de réalisation particulier représenté sur les figures annexées, il est ainsi prévu deux ailettes 114. Ce nombre n'est cependant pas limitatif. Les ailettes 114 permettent d'améliorer la tenue diélectrique extérieure du système, en imposant une distance d'arc élevée.
De préférence, l'extrémité 201 de la broche est réalisée en un matériau résistant à l'étincelage, notamment lors de la fermeture en court- circuit. Ainsi, de préférence, la pointe effilée 201 de la broche 200 est réalisée en tungstène.
Par ailleurs, comme représenté sur les figures 7 et 8, l'extrémité 201 de la broche 200 peut avoir une forme spéciale adaptée pour confiner un amorçage éventuel d'arc en une zone de la pointe 201 de la broche 200 non utilisée pour assurer le contact électrique avec le contact 300. Ainsi, toute détérioration localisée sur cette zone, de la broche 200, ne peut détériorer la qualité du contact électrique ultérieur avec le contact fixe 300.
Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 7, l'extrémité 201 de la broche 200 comporte un orifice borgne central 202 à arête vive 204, tel que l'amorçage éventuel se produise entre le contact fixe 300 et l'arête 204 limitant le contour d'ouverture de l'orifice 202.
Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 8, l'extrémité arrondie 201 de la broche 200 comporte une pointe 206 de sorte que l'amorçage éventuel se réalise entre l'extrémité 207 de la pointe 206 et le contact fixe 300. Le boîtier 100 du dispositif conforme à la présente invention peut être rendu étanche et rempli d'une atmosphère neutre, telle que de l'azote, voire de préférence un gaz électronégatif, par exemple de l'hexafluorure de soufre. En variante, le volume interne du boîtier 100 peut communiquer avec l'atmosphère libre, par exemple par l'intermédiaire d'orifices 116 ménagés dans la paroi longitudinal 110.
Comme représenté sur les figures annexées, ces orifices 116 sont formés de préférence du côté de la fermeture des écrans 400. C'est-à-dire sur le côté des passages 142 opposés aux axes d'articulation 402 des écrans 400. Ils facilitent l'échappement des gaz et fumées provenant de l'arc électrique de coupure et de fermeture en court-circuit. Ils renforcent également l'effet de soufflage de l'arc.
Les essais conduits par la demanderesse sur des dispositifs conformes aux dispositions précédemment décrites ont donné pleinement satisfaction.
En particulier, la demanderesse a constaté une tenue diélectrique remarquable à la haute tension, sur une distance entre contacts 200, 300, à l'ouverture, relativement courte, de l'ordre de 180 mm. On notera que les dispositifs antérieurs à écran mobile comportent des écrans qui travaillent au cisaillement de l'arc. Cela conduit à une détérioration rapide des écrans, en cas de coupure sous haute tension. En revanche, le dispositif conforme à la présente invention ne travaille pas par cisaillement de l'arc, mais par allongement et soufflage de celui-ci, grâce à la disposition équirépartie des écrans autour de l'axe O- Q
Par ailleurs, dans les dispositions antérieures connues utilisant des écrans pour couper l'arc, lesdits écrans sont en contact avec l'une au moins des électrodes lorsque l'appareil est ouvert. De ce fait, les matériaux utilisés peuvent être soumis à des contraintes électriques, qui ne sont peut être pas gênantes en basse tension, mais qui le sont en moyenne tension et haute tension.
Si la valeur du champ électrique est élevée en un point quelconque de l'écran, cela peut conduire à sa dégradation. En revanche, dans le cadre de la présente invention, les écrans ne sont pas en contact avec les électrodes 200, 300, lorsque l'appareil est ouvert comme représenté sur la figure 1. Lorsque l'appareil est fermé, les volets sont en contact avec le contact mobile 200 comme représenté sur la figure 2, mais la différence de potentiel est alors nul entre les contacts 200 et 300, ce qui évite tout risque de détérioration des écrans 400.
On retrouve sur la variante de réalisation représentée sur la figure 9, un dispositif de coupure comprenant un boîtier 100, un contact électrique 200 mobile à translation selon un axe O-O, un contact fixe 300, des écrans 400 portés à pivotement sur des cloisons transversales 140 du boîtier 100, des anneaux de répartition de potentiel 128, 138 et des ailettes externes 114.
Toutefois, selon la variante de réalisation représentée sur la figure 9, le boîtier 100 est constitué de plusieurs modules 150 adaptés pour être empilés axialement selon l'axe O-O. Ces modules 150 sont également adaptés pour être engagés sur les parois transversales d'extrémité 120, 130.
Chaque module 150 comporte une cloison transversale 140 qui supporte un écran 400 pivotant, ainsi qu'un orifice 116 dans sa paroi latérale, du côté fermeture des écrans 400.
Selon le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 9, il est ainsi prévu trois modules 150 empilés selon l'axe O-O, donc trois écrans 400.
Ce nombre n'est cependant pas limitatif.
Le nombre de modules 150 utilisé dépend de la tension entre les contacts 200 et 300, et par conséquent de la tenue diélectrique requise à l'ouverture.
On notera que selon le mode de réalisation représenté sur la figure 9, chaque cloison transversale 140 comporte un logement 144 de réception d'écran 400, et dans ce logement 144, un muret 145 cylindrique qui entoure le passage 142. Par ailleurs, chaque écran 400 comporte, sur sa face dirigée vers la cloison associée 140, une creusure cylindrique 430 qui entoure le bossage 420. La creusure 430 est complémentaire du muret 145. Ainsi en position d'ouverture du dispositif, le muret 145 pénètre dans la creusure 430. Cette disposition forme un labyrinthe qui renforce la tenue diélectrique du système. On notera enfin que selon le mode de réalisation représenté sur la figure 9, la périphérie extérieure des ailettes 114 est raccordée à un boîtier externe 160 qui permet d'améliorer encore la tenue diélectrique externe de l'ensemble. Le boîtier 160 externe est réalisé en matériau électriquement isolant.
On a représenté sur la figure 13 une variante de réalisation conforme à la présente invention d'un contact fixe 300.
On retrouve sur cette figure 13 une pluralité de pièces 310 en matériau électriquement conducteur équirépartis autour de l'axe O-O.
Chaque pièce 310 comporte une âme rectiligne 312 généralement parallèle à l'axe O-O et pourvu d'extrémités arrondies 315, 316, convexes vers le contact mobile 200.
Selon la figure 13, chaque pièce 310 est sollicitée vers l'axe O-O, par un piston 322 sollicité par un ressort 324. Le ressort 324 est typiquement hélicoïdal et radial par rapport à l'axe O-O.
Plus précisément, les pièces 310 sont ainsi sollicitées en rapprochement de l'axe O-O par pivotement autour de l'une 315 de leurs extrémités qui repose contre une broche fixe 317 reliée au tronçon de ligne correspondant.
Le déplacement des pièces 310 vers l'axe O-O est toutefois limité par une butée 326.
Plus précisément encore, sur la figure 13, on a représenté en demi-vue gauche la position occupée par une pièce 310 lors de l'insertion du contact mobile 200 et en demi-vue droite la position occupée par la pièce 310 après retrait du contact mobile 200.
Bien entendu, la butée 326 ne doit pas gêner le déplacement du contact mobile 200.
On retrouve sur la figure 14 annexée, une variante de réalisation d'un dispositif de coupure conforme à la présente invention, qui comprend un boîtier 100 modulaire, un contact électrique 200 mobile, un contact fixe 300, des écrans 400 portés à pivotement sur des cloisons 140 et des anneaux de répartition de potentiel.
Toutefois, selon la figure 14, le contact mobile 200 n'est pas guidé à translation, mais à rotation autour d'un axe 210. Le boîtier 100 a par conséquent une forme générale cylindrique centrée sur l'axe 210. De même les passages 142 formés dans les cloisons 140 sont répartis sur un trajet circulaire centré sur l'axe 210, de même rayon que le contact 200. La variante repésentée sur la figure 14 permet de limiter l'encombrement du système.
En effet, alors que selon les figures 1 à 13, l'encombrement du système est au moins égal à deux fois la longueur du contact mobile 200, soit deux fois l'intercontact, en position d'ouverture, entre les contacts 200 et 300, selon la figure 14, l'encombrement du système est seulement de l'ordre de deux tiers de la longueur du contact mobile 200.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. De préférence le contact mobile 200 est déplacé entre sa position d'ouverture et de fermeture par un système d'actionnement à déplacement brusque, de préférence un mécanisme de commande qui comporte un accumulateur d'énergie à ressort avec dépassement de point d'équilibre.
On a représenté sur les figures 15 et 16 des variantes perfectionnées du dispositif de coupure. Ces variantes perfectionnées comprennent des moyens 500 de soufflage additionnels de l'arc. Plus précisément selon les figures 15 et 16, les moyens 500 comprennent un cylindre 510 qui loge un piston 520 et qui communique avec un conduit 530. Le piston 520 est relié à une bielle 540 qui commande le déplacement du contact mobile 200.
Selon la figure 15, le conduit 530 débouche, par son extrémité 532, perpendiculairement à l'axe 0-0 en regard de la zone de séparation des contacts 200 et 300, soit à proximité de l'anneau de garde 138, dans le boitier 100.
Selon la figure 16, le conduit 530 débouche axialement dans le contact mobile 200, lui même creux, de sorte que le milieu injecté dans le conduit 530, par le cylindre à piston 510/520, parvienne axialement au niveau de la zone de séparation des contacts 200 et 300. Le fonctionnement des moyens 500 représentés sur les figures 15 et 16 est essentiellement le suivant.
Lorsque la bielle 540 est déplacée à pivotement autour de son axe 542, pour provoquer l'ouverture du dispositif, c'est à dire le déplacement du contact mobile 200, la chambre du cylindre 510 reliée au conduit 530 est mise en pression par le déplacement du piston 520.
Par conséquent un jet du milieu contenu dans le boitier 100 est dirigé vers la zone de séparation des contacts mobiles 200 et 300, afin de souffler le pied d'arc.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de coupure de lignes électriques, notamment pour lignes électriques moyenne et haute tension du type connu comprenant un boîtier ( 100) qui loge deux contacts électriques (200, 300), dont l'un au moins mobile sur commande et un écran électriquement isolant (400) adapté pour être interposé très rapidement entre ces deux contacts (200, 300) lors de leur séparation, pour interrompre l'arc éventuel d'ouverture, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une cloison ( 140) transversale au déplacement du contact mobile (200) et munie d'un passage central ( 142) recevant ce dernier et que l'écran (400) est monté à pivotement sur la cloison ( 140) autour d'un axe (402) parallèle à celle-ci soit généralement transversal au déplacement du contact mobile (200), entre une position d'obturation du passage ( 142), transversale au déplacement du contact mobile (200) en position d'ouverture du dispositif de coupure et une position généralement parallèle au déplacement du contact mobile (200) en position de fermeture du dispositif de coupure de sorte que l'écran (400) soit séparé des contacts (200, 300) en position d'ouverture du dispositif, et opère par allongement et soufflage de l'arc, lors de la phase de coupure.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le contact mobile (200) est guidé à translation selon un axe O-O.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le contact mobile (200) est guidé à rotation autour d'un axe (210).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs écrans (400).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs écrans (400) qui s'étendent perpendiculairement au trajet de déplacement O-O du contact mobile (200), en position d'ouverture du dispositif.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque écran (400) comprend un bossage (420) sur sa face dirigée vers le contact mobile (200).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque bossage à la forme générale d'une demi-sphère.
8. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que chaque bossage (420) est réalisé dans le même matériau qu'un écran (400).
9. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que chaque bossage (420) est réalisé en un matériau souple.
10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que chaque bossage (400) est centré sur le trajet de déplacement O-O du contact mobile (200), en position d'ouverture du dispositif.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les écrans (400) sont équirépartis autour du trajet O-O de déplacement du contact mobile (200).
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les écrans (400) ont leurs axes non parallèles, équirépartis autour du trajet O-O de déplacement du contact mobile (200) afin d'allonger l'arc en définissant un trajet en spiral, lors de l'ouverture du dispositif.
13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que chaque écran (400) est sollicité vers une position d'interruption d'arc par un ressort.
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que les écrans (400) définissent, en combinaison avec les cloisons ( 140) qui les portent, des labyrinthes, en position d'ouverture du dispositif.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les écrans (400) possèdent des creusures (430) adaptées pour recevoir des murets complémentaires (145) prévus sur lesdites cloisons (140).
16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que l'extrémité du contact mobile (200) est effilée.
17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que l'extrémité (201) du contact mobile (200) est réalisée en un matériau résistant à l'étincelage, de préférence du tungstène.
18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que l'extrémité (201 ) du contact mobile (200) présente une forme adaptée pour localiser l'étincelage sur une zone non utilisée pour le contact électrique lors de la fermeture du dispositif.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé par le fait que l'extrémité (201) du contact mobile (200) comprend un alésage borgne (202) dont le contour d'ouverture présente une arête vive (204).
20. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé par le fait que l'extrémité (201) du contact mobile (200) présente une pointe (206).
21. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé par le fait que le boîtier ( 100) comprend des ailettes ( 114) sur sa surface extérieure.
22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé par le fait que les ailettes ( 114) sont fixées dans un boîtier externe ( 160) électriquement isolant.
23. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé par le fait que le boîtier du dispositif est étanche et contient une atmosphère neutre, telle que de l'azote, ou de préférence un gaz électronégatif, par exemple de l'hexafluorure de soufre.
24. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé par le fait que le boîtier comprend des orifices ( 116) de mise à l'air libre facilitant l'évacuation des gaz et fumées provenant d'un arc électrique éventuel.
25. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé par le fait que les orifices ( 116) sont placés du côté de la fermeture des écrans (400).
26. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé par le fait qu'il comprend un anneau de répartition de potentiel ( 128) à l'intérieur du boîtier ( 100), en regard de chacun des contacts (200, 300).
27. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé par le fait que les écrans (400) sont rigides.
28. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 27, caractérisé par le fait que le contact fixe (300) comprend une pluralité de pièces de contact (310) électriquement conductrices chargées par des ressorts (320).
29. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé par le fait qu'une butée (326) limite le déplacement des pièces de contact (310).
30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé par le fait que le boîtier (100) est modulaire.
31. Dispositif selon la revendication 30, caractérisé par le fait que chaque module (150) du boîtier comporte un écran (140).
32. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 31, caractérisé par le fait que les écrans (400) sont formés d'un matériau choisi dans le groupe comprenant les matières plastiques, telles que le polyacétal et le silicone chargé.
33. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 32, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens additionnels (500) de soufflage d'arc.
34. Dispositif selon la revendication 33, caractérisé par le fait que le moyens additionnels de soufflage d'arc (500) comprennent un cylindre (510) dont le piston (520) est actionné par les moyens (540) d'entrainement du contact mobile (200) et dont la chambre interne est reliée à un conduit (530) qui débouche en regard de la zone de séparation des contacts (200, 300).
35. Dispositif selon la revendication 34, caractérisé par le fait que le conduit (530) débouche transversalement en regard de la zone de séparation des contacts (200, 300).
36. Dispositif selon la revendication 34, caractérisé par le fait que le contact mobile (200) est creux et que le conduit (530) débouche axialement dans le contact mobile (200).
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