EP0986081A1 - Interrupteur avec un système d'insertion d'une résistance à longue durée d'insertion - Google Patents
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- EP0986081A1 EP0986081A1 EP99402150A EP99402150A EP0986081A1 EP 0986081 A1 EP0986081 A1 EP 0986081A1 EP 99402150 A EP99402150 A EP 99402150A EP 99402150 A EP99402150 A EP 99402150A EP 0986081 A1 EP0986081 A1 EP 0986081A1
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- 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
- H01H33/16—Impedances connected with contacts
- H01H33/166—Impedances connected with contacts the impedance being inserted only while closing the switch
Definitions
- the invention relates to a compressed gas switch, in particular a high voltage circuit breaker, comprising in an envelope which extends in a direction longitudinal, a first set of contacts including a first permanent current contact and first contact arcing, a second movable contact assembly according to the longitudinal direction with respect to the first crew of contacts and including a second permanent contact and a second arcing contact intended to connect respectively at the first permanent contact and at the first arcing contact, and a resistance insertion system during closing of the switch, this resistor being connected electrically in series between the first arcing contact and the first permanent current contact.
- Such resistance serves to limit the effects of transient currents on the network when closing the switch.
- this resistance is inserted when is established, when the switch closes, an electrical connection between the arcing contacts and is short-circuited before the connection between the permanent current contacts.
- the resistor When opening the switch, the resistor must not be inserted.
- the duration of insertion of this resistance may vary from one installation to another. This duration is generally dependent on the speed at which the crew is moved of mobile contacts. Some switches allow to obtain an insertion time of the order of 6 ms for a moving speed of the moving contact assembly of around 4 m / s. Some installations require the use of switches to reach a much longer resistance insertion time, of the order of 14 ms.
- An object of the invention is to propose a system insertion of a resistance to obtain a duration insertion of significant resistance.
- Another object of the invention is to propose a system insertion of a closing resistor which is compact and which requires few parts.
- the invention relates to a switch compressed gas comprising, in an envelope which extends in a longitudinal direction, a first crew of contacts including a first permanent current contact and a first arcing contact, a second set of contacts movable in the longitudinal direction relative to the first contact crew and including a second contact permanent and a second arcing contact intended to connect respectively at the first permanent contact and at the first arcing contact, and a resistor insertion system when the switch closes, this resistance being electrically connected in series between the first arcing contact and the first permanent current contact, characterized in that the insertion system of the resistance includes two auxiliary contacts, the first is electrically connected to the first contact of permanent current and the second is connected to the first contact arcing, in that these two auxiliary contacts are mounted moving relative to each other in the direction longitudinal so as to be able to approach one of the other, when the switch closes, to establish a connection that bypasses the resistor and so as to be united in displacement following the longitudinal direction, when closing the switch, before establishing said connection which
- the first arcing contact has the shape of a rod on which a metal block slides carrying the second auxiliary contact and this block is pushed in the longitudinal direction, when closing the switch, by a nozzle secured to the second contact arc.
- the duration of insertion of the resistance can be set to the speed of movement of the crew of mobile contacts.
- the block has a substantially conical end which fits into the nozzle. In this way, we remove the shock effect on the block when the switch closes, which contributes to put the block in motion at the same speed as the contact mobile.
- the block includes a tubular extension which extends in the direction longitudinal and on which an insulating piece slides integral with the first auxiliary contact, the extension tubular having an end forming a piston which cooperates with a recess in the insulating part of such so that the piston is made integral with the part insulating, when the switch closes, through play a depression created in the recess of the insulating part between the piston and the insulating part.
- the block includes an internal chamber which is divided by a radial shoulder of the stem of the first arcing contact, and in which a spring is placed in the chamber against the radial shoulder of the rod in such a way that moving the block along the stem of the first arcing contact, when the switch closes, causes the spring to compress as the chamber fills with gas and that when opening the switch, the spring when relaxing exerts a force recall which tends to automatically move the block in opposite direction at the same time as the gases are evacuated from the chamber through an orifice thereof, the orifice being further calibrated for resistance against the force of spring reminder.
- Such an arrangement makes it possible to obtain simple way with few parts and by pneumatic means, when the switch is opened, a disconnection of the auxiliary contacts effective only after disconnection of arcing contacts and current contacts permanent. Resistance cannot be inserted during opening the switch.
- the first contact auxiliary and the first permanent current contact are mounted integral on a tube movable in the direction longitudinal, and in which a spring is arranged against the movable tube to oppose the movement of this tube in the longitudinal direction, when closing the switch, this spring exerting a restoring force during of the switch opening which tends to move automatically the tube in said longitudinal direction and in a contrary direction.
- Figure 1 shows very schematically a switch according to the invention in open position complete.
- Figure 2 shows very schematically the switch of Figure 1 in a first position intermediate closure.
- Figure 3 shows very schematically the switch of figure 1 in a second position intermediate closure.
- Figure 4 shows very schematically the switch of Figure 1 in a third position intermediate closure.
- Figure 5 shows very schematically the switch of Figure 1 in a fourth position intermediate closure.
- Figure 6 shows very schematically the switch of Figure 1 in a closed position complete.
- the switch shown is a switch used for very high voltage. It includes in an envelope insulating or metallic 1 of substantially cylindrical shape, for example in porcelain, which extends in a direction longitudinal D, a first movable contact assembly 2 in direction D and a second set of contacts 3.
- the envelope is normally filled with a dielectric gas like SF6 under a pressure of a few bars to form a switching chamber.
- the switch shown in the figures presents a symmetry of revolution in direction D.
- the switch includes at the end of the break on the side of contact 3, resistance R which is conventionally inserted into the electrical circuit of the switch when closing it.
- the moving contact assembly 2 includes a contact permanent current 2A in the form of a crown of metal fingers and a hollow arc contact 2B also in the form of a crown of metallic fingers, the hollow arc contact 2B being arranged coaxially in contact 2A according to the direction D.
- These movable contacts 2A and 2B are carried by a 2C tube fitted with a piston (not shown) of gas compression to extinguish the arc upon opening of the switch as is well known.
- 2C tube also carries a 2D gas pipeline nozzle, the diverging, which is coaxial with contacts 2A and 2B following the direction D, opens with a diverging tulip on the side of the contact crew 3.
- the contact crew 2A, 2B with the 2D nozzle is moved in translation in the direction D by an operating member of the switch not shown.
- the contact arrangement 3 includes a current contact permanent 3A which is in the form of a crown of metal fingers arranged coaxially along the direction D at the crown of fingers of contact 2A and a arcing contact in the form of a rod 3B (possibly hollow) which extends in the direction D coaxially to the contact finger ring 2B.
- a current contact permanent 3A which is in the form of a crown of metal fingers arranged coaxially along the direction D at the crown of fingers of contact 2A
- a arcing contact in the form of a rod 3B possibly hollow
- the arcing contact in the form of a rod 3B fits into the movable hollow arc contact 2B through the 2D nozzle and the 3A contact engages the contact 2A.
- Resistor R is maintained in an insulating support 4 which is integral with the rod of the arcing contact 3B and extends in the direction D. This resistor R is connected electrically in series between the arcing contact 3B and the permanent current contact 3A although this does not appear not in the figures.
- a metal block 5 is slidably mounted on the rod 3B in electrical contact with it via of accordion contacts 6.
- Block 5 has one end of substantially conical shape adapted to fit into diverging from the nozzle neck and present on the surface outside of this conical end a bead peripheral 5A on which the edge of the the opening of the diverging portion of the 2D nozzle.
- This block 6 carries a first auxiliary arcing contact 7A which is in the form of a crown of fingers and which cooperates with a second auxiliary arcing contact 7B in the form of a tube, these two arcing contacts auxiliaries 7A and 7B used to short-circuit the resistance R when the switch closes.
- the fingers of contact 7A extend in direction D towards resistance R and the contact tube 7B extends in opposite direction, that is to say to the moving contact assembly 2.
- the auxiliary contact 7B is electrically connected to the 3A permanent current contact via a metal tube 8 which is mounted movable in the direction D in the envelope 1, on another fixed metal tube 9 in the envelope and which surrounds the resistance R.
- the tube metallic 8 is in electrical contact with the tube metallic 9 by means of sliding contacts 8A.
- Block 5 which carries the auxiliary contact 7A comprises an internal chamber 10 which is sealed through by rod 3B of the fixed arcing contact of crew 3, on which it slides.
- This room 10 is divided by a radial shoulder 11 of rod 3B (forming a sort of piston) on which a spring 12 is supported.
- Chamber 10 has 5B calibrated orifices allowing exhaust gases from inside the chamber 10. The spring 12 is compressed when block 5 is moved in direction D from top to bottom in Figure 1.
- Block 5 is extended by a tubular portion 5C which extends in the direction D by surrounding the rod 3B.
- An insulating part 13 is slidably mounted on this tubular portion 5C.
- the tubular portion 5C has a enlargement of the perimeter which forms a 5D piston suitable for come and break into an obviously 13A complementary to part 13.
- the piston 5D has valves 5E oriented in such a way that the gases in the recess 13A can be freed from this obviously when the 5D piston inserts in this obviously.
- the part 13 is integral with the tube 8 by through an insulating support cone 14 so that the tube 8 and therefore the contacts 3A and 7B are integral in movement in direction D with the insulating part 14.
- a spring 15 is disposed between the tube 8 and a shoulder of the tube 9. This spring 15 is compressed when the tube 8 is moved in direction D from top to bottom on Figure 1. In addition, the stroke of the tube 8 from top to bottom in Figure 1 is stopped by a stop formed by the end of the tube 9 and the insulating cone 14.
- arcing contacts auxiliaries 7A and 7B are separated by a certain distance dAX which can be used to adjust the insertion time of the resistance when closing the switch.
- this resistance insertion time can be adjusted by the distance dAX 'which corresponds to the stroke of the tube 8 until the insulating cone abuts against the edge of tube 9.
- the switch is in the fully positioned opened.
- Contacts 2A, 2B and 7A are separate contacts 3A, 3B and 7B respectively.
- the 5D piston is fully inserted into the recess 13A; there is no gas at the interface between the piston 5D and the insulating part 13 which creates depression.
- FIG. 2 a switch closing operation has begun.
- Crew 2 begins a closing race in direction D in the direction indicated by arrow F.
- Contacts 2A and 2B are brought closer to contacts 3A and 3B and an electric arc is created first between the contacts arc 2B and 3B.
- Current therefore flows from arcing contact 2B towards the arcing contact 3B.
- the distance dAX is large enough to avoid arcing electric between the auxiliary arcing contacts 7A and 7B.
- the current therefore crosses the rod of the arcing contact 3B and the resistance R which is inserted into the electrical circuit of the switch.
- the 2D nozzle was moved at the same time as the 2A contacts and 2B and struck the bead 5A on the surface tapered from the front end of block 5.
- this conical end of block 5 was first inserted gradually in the tulip-shaped diverging of the 2D nozzle which means that it will be set in motion without oscillations due to shock.
- Arc contact auxiliary 7A approaches the auxiliary arcing contact 7B until the distance dAX is small enough to that an electric arc is created between these two contacts.
- This connection between the two contacts 7A and 7B short-circuits resistance R the current therefore crosses the 2B arcing contact, 3B arcing contact, contacts accordion 6, metal block 5, arcing contact auxiliary 7A, auxiliary arcing contact 7B, tube 8, accordion contacts 8A and tube 9.
- FIG. 6 the switch is completely closed.
- the contacts 2A, 2B and 7A are connected to contacts 3A, 3B and 7B respectively, the connection of the current contacts permanent 2A and 3A established after connection of auxiliary arcing contacts 7A and 7B.
- block 5 a still been pushed in the direction of arrow F by the 2D nozzle and the spring 12 has been further compressed.
- the spring 15 has relaxed and exerted a restoring force which moved the tube 8 and therefore the contacts 3A and 7B in the opposite direction to arrow F.
- the tube 8 therefore returned to the position he occupied on the Figure 1 when the switch was fully open.
Landscapes
- Circuit Breakers (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
Abstract
Dans l'interrupteur, le système d'insertion de la résistance (R) comprend deux contacts auxiliaires dont le premier (7B) est relié électriquement à un contact de courant permanent (3A) semi-mobile et le second (7A) est relié électriquement à un contact d'arc fixe (3B). Ces deux contacts auxiliaires sont montés mobiles l'un par rapport à l'autre suivant la direction longitudinale (D) de telle façon à pouvoir se rapprocher l'un de l'autre, lors de la fermeture de l'interrupteur, pour établir une connexion qui court-circuite la résistance et de telle façon à être solidaires en déplacement suivant la direction longitudinale, lors de la fermeture de l'interrupteur, avant d'établir ladite connexion qui court-circuite la résistance de telle façon à allonger la durée d'insertion de la résistance. <IMAGE>
Description
L'invention concerne un interrupteur à gaz comprimé,
en particulier un disjoncteur à haute tension, comprenant
dans une enveloppe qui s'étend suivant une direction
longitudinale, un premier équipage de contacts incluant un
premier contact de courant permanent et un premier contact
d'arc, un second équipage de contacts mobile suivant la
direction longitudinale par rapport au premier équipage de
contacts et incluant un second contact permanent et un
second contact d'arc destinés à se connecter respectivement
au premier contact permanent et au premier contact d'arc, et
un système d'insertion d'une résistance lors de la fermeture
de l'interrupteur, cette résistance étant reliée
électriquement en série entre le premier contact d'arc et le
premier contact de courant permanent.
Une telle résistance sert à limiter les effets des
courants transitoires sur le réseau lors de la fermeture de
l'interrupteur. En pratique, cette résistance est insérée
lorsque s'établit, lors de la fermeture de l'interrupteur,
une connexion électrique entre les contacts d'arc et est
court-circuitée avant que s'établisse la connexion entre les
contacts de courant permanents. Lors de l'ouverture de
l'interrupteur, la résistance ne doit pas être insérée.
La durée d'insertion de cette résistance peut varier
d'une installation à une autre. Cette durée est généralement
dépendante de la vitesse à laquelle est déplacé l'équipage
de contacts mobile. Certains interrupteurs permettent
d'obtenir une durée d'insertion de l'ordre de 6 ms pour une
vitesse de déplacement de l'équipage de contacts mobile de
l'ordre de 4 m/s. Certaines installations requièrent
l'utilisation d'interrupteurs permettant d'arriver à une
durée d'insertion de la résistance beaucoup plus importante,
de l'ordre de 14 ms.
Un but de l'invention est de proposer un système
d'insertion d'une résistance permettant d'obtenir une durée
d'insertion de la résistance importante.
Un autre but de l'invention est de proposer un système
d'insertion d'une résistance de fermeture qui soit compact
et qui requiert peu de pièces.
A cet effet, l'invention a pour objet un interrupteur
à gaz comprimé comprenant, dans une enveloppe qui s'étend
suivant une direction longitudinale, un premier équipage de
contacts incluant un premier contact de courant permanent et
un premier contact d'arc, un second équipage de contacts
mobile suivant la direction longitudinale par rapport au
premier équipage de contacts et incluant un second contact
permanent et un second contact d'arc destinés à se connecter
respectivement au premier contact permanent et au premier
contact d'arc, et un système d'insertion d'une résistance
lors de la fermeture de l'interrupteur, cette résistance
étant reliée électriquement en série entre le premier
contact d'arc et le premier contact de courant permanent,
caractérisé en ce que le système d'insertion de la
résistance comprend deux contacts auxiliaires dont le
premier est relié électriquement au premier contact de
courant permanent et le second est relié au premier contact
d'arc, en ce que ces deux contacts auxiliaires sont montés
mobiles l'un par rapport à l'autre suivant la direction
longitudinale de telle façon à pouvoir se rapprocher l'un de
l'autre, lors de la fermeture de l'interrupteur, pour
établir une connexion qui court-circuite la résistance et de
telle façon à être solidaires en déplacement suivant la
direction longitudinale, lors de la fermeture de
l'interrupteur, avant d'établir ladite connexion qui court-circuite
la résistance.
Avec un tel agencement, on obtient une durée
d'insertion de la résistance correspondant à la durée
nécessaire pour que les deux contacts auxiliaires se
rapprochent l'un de l'autre à laquelle s'ajoute la durée de
déplacement des deux contacts auxiliaires lorsqu'ils sont
liés mutuellement en déplacement.
Selon un mode de réalisation particulier de
l'interrupteur selon l'invention, le premier contact d'arc a
la forme d'une tige sur laquelle coulisse un bloc métallique
portant le second contact auxiliaire et ce bloc est poussé
suivant la direction longitudinale, lors de la fermeture de
l'interrupteur, par une buse solidaire du second contact
d'arc. Ainsi, la durée d'insertion de la résistance peut
être réglée sur la vitesse de déplacement de l'équipage de
contacts mobile.
Selon encore un mode de réalisation particulier de
l'interrupteur selon l'invention, le bloc présente une
extrémité sensiblement conique qui s'emboíte dans la buse.
De cette manière, on supprime l'effet de choc sur le bloc
lors de la fermeture de l'interrupteur, ce qui contribue à
mettre en mouvement le bloc à la même vitesse que le contact
mobile.
Selon encore un mode de réalisation particulier de
l'interrupteur selon l'invention, le bloc comporte une
prolongation tubulaire qui s'étend suivant la direction
longitudinale et sur laquelle coulisse une pièce isolante
solidaire du premier contact auxiliaire, la prolongation
tubulaire présentant une extrémité formant un piston qui
coopère avec un évidement dans la pièce isolante de telle
manière que le piston est rendu solidaire de la pièce
isolante, lors de la fermeture de l'interrupteur, par le jeu
d'une dépression créée dans l'évidement de la pièce isolante
entre le piston et la pièce isolante. On comprend donc que
les contacts auxiliaires sont liés en déplacement, lors de
la fermeture de l'interrupteur, par un système pneumatique
simple à effet de succion qui ne requiert aucun embiellage.
Selon encore un mode de réalisation de l'interrupteur
selon l'invention, le bloc comprend une chambre interne qui
est divisée par un épaulement radial de la tige du premier
contact d'arc, et dans lequel un ressort est placé dans la
chambre contre l'épaulement radial de la tige de telle façon
que le déplacement du bloc le long de la tige du premier
contact d'arc, lors de la fermeture de l'interrupteur,
provoque la compression du ressort en même temps que la
chambre se remplit de gaz et que, lors de l'ouverture de
l'interrupteur, le ressort en se détendant exerce une force
de rappel qui tend à déplacer automatiquement le bloc en
sens inverse en même temps que les gaz sont évacués de la
chambre par un orifice de celle-ci, l'orifice étant en outre
calibré pour que s'exerce une résistance contre la force de
rappel du ressort. Un tel agencement permet d'obtenir de
façon simple avec peu de pièces et par un moyen pneumatique,
lors de l'ouverture de l'interrupteur, une déconnexion des
contacts auxiliaires effective seulement après la
déconnexion des contacts d'arc et des contacts de courant
permanent. Ainsi, la résistance ne peut pas s'insérer lors
de l'ouverture de l'interrupteur.
Selon encore un autre mode de réalisation particulier
de l'interrupteur selon l'invention, le premier contact
auxiliaire et le premier contact de courant permanent sont
montés solidaires sur un tube mobile suivant la direction
longitudinale, et dans lequel un ressort est disposé contre
le tube mobile pour s'opposer au déplacement de ce tube
suivant la direction longitudinale, lors de la fermeture de
l'interrupteur, ce ressort exerçant une force de rappel lors
de l'ouverture de l'interrupteur qui tend à déplacer
automatiquement le tube selon ladite direction longitudinale
et dans un sens contraire.
Un exemple de réalisation de l'interrupteur selon
l'invention est décrit ci-après plus en détail et illustré
sur les dessins.
La figure 1 montre de façon très schématique un
interrupteur selon l'invention en position d'ouverture
complète.
La figure 2 montre de façon très schématique
l'interrupteur de la figure 1 dans une première position
intermédiaire de fermeture.
La figure 3 montre de façon très schématique
l'interrupteur de la figure 1 dans une seconde position
intermédiaire de fermeture.
La figure 4 montre de façon très schématique
l'interrupteur de la figure 1 dans une troisième position
intermédiaire de fermeture.
La figure 5 montre de façon très schématique
l'interrupteur de la figure 1 dans une quatrième position
intermédiaire de fermeture.
La figure 6 montre de façon très schématique
l'interrupteur de la figure 1 dans une position de fermeture
complète.
Sur les figures et plus particulièrement sur la figure
1, l'interrupteur représenté est un interrupteur utilisé
pour la très haute tension. Il comprend dans une enveloppe
isolante ou métallique 1 de forme sensiblement cylindrique,
par exemple en porcelaine, qui s'étend suivant une direction
longitudinale D, un premier équipage de contacts mobile 2
suivant la direction D et un second équipage de contacts 3.
L'enveloppe est normalement remplie d'un gaz diélectrique
comme du SF6 sous une pression de quelques bars pour former
une chambre de coupure.
L'interrupteur montré sur les figures présente une
symétrie de révolution suivant la direction D.
L'interrupteur comprend en bout de la chambre de
coupure du côté de l'équipage de contacts 3, une résistance
R qui est insérée classiquement dans le circuit électrique
de l'interrupteur lors de la fermeture de ce dernier.
L'équipage de contacts mobile 2 inclut un contact de
courant permanent 2A se présentant sous la forme d'une
couronne de doigts métalliques et un contact d'arc creux 2B
se présentant également sous la forme d'une couronne de
doigts métalliques, le contact d'arc creux 2B étant
disposée de façon coaxiale au contact 2A suivant la
direction D. Ces contacts mobiles 2A et 2B sont portés par
un tube 2C équipé d'un piston (non représenté) de
compression du gaz pour l'extinction de l'arc à l'ouverture
de l'interrupteur comme cela est bien connu. Le tube 2C
porte également une buse 2D de canalisation des gaz dont le
divergeant, qui est coaxial aux contacts 2A et 2B suivant la
direction D, s'ouvre par un divergeant en tulipe du côté de
l'équipage de contacts 3. L'équipage de contacts 2A,2B avec
la buse 2D est déplacé en translation suivant la direction D
par un organe de manoeuvre de l'interrupteur non représenté.
Dans l'alignement de l'équipage de contacts mobile 2,
l'équipage de contacts 3 comprend un contact de courant
permanent 3A qui se présente sous la forme d'une couronne de
doigts métalliques disposée de façon coaxiale suivant la
direction D à la couronne de doigts du contact 2A et un
contact d'arc ayant la forme d'une tige 3B (éventuellement
creuse) qui s'étend suivant la direction D coaxialement à la
couronne de doigts du contact 2B. A la fermeture de
l'interrupteur, le contact d'arc en forme de tige 3B
s'insère dans le contact d'arc creux mobile 2B en traversant
la buse 2D et le contact 3A vient s'engager sur le contact
2A.
La résistance R est maintenue dans un support isolant
4 qui est solidaire à la tige du contact d'arc 3B et s'étend
suivant la direction D. Cette résistance R est reliée
électriquement en série entre le contact d'arc 3B et le
contact de courant permanent 3A bien que cela n'apparaisse
pas sur les figures.
Un bloc métallique 5 est monté coulissant sur la tige
3B en contact électrique avec celle-ci par l'intermédiaire
de contacts accordéon 6. Le bloc 5 comporte une extrémité de
forme sensiblement conique adaptée pour venir s'insérer dans
le divergeant du col de la buse et présente sur la surface
extérieure de cette extrémité conique un bourrelet
périphérique 5A sur lequel vient en butée le bord de
l'ouverture du divergeant de la buse 2D.
Ce bloc 6 porte un premier contact d'arc auxiliaire 7A
qui se présente sous la forme d'une couronne de doigts et
qui coopère avec un second contact d'arc auxiliaire 7B se
présentant sous la forme d'un tube, ces deux contacts d'arc
auxiliaires 7A et 7B servant à court-circuiter la résistance
R lors de la fermeture de l'interrupteur.
Plus particulièrement, les doigts du contact 7A
s'étendent suivant la direction D vers la résistance R et le
tube du contact 7B s'étend en sens inverse, c'est-à-dire
vers l'équipage de contacts mobile 2.
Le contact auxiliaire 7B est relié électriquement au
contact de courant permanent 3A par l'intermédiaire d'un
tube métallique 8 qui est monté mobile suivant la direction
D dans l'enveloppe 1, sur un autre tube métallique 9 fixe
dans l'enveloppe et qui entoure la résistance R. Le tube
métallique 8 est en contact électrique avec le tube
métallique 9 par l'intermédiaire de contacts glissants 8A.
Le bloc 5 qui porte le contact auxiliaire 7A comporte
une chambre interne 10 qui est traversée de manière étanche
par la tige 3B du contact d'arc fixe de l'équipage 3, sur
laquelle il coulisse. Cette chambre 10 est divisée par un
épaulement radial 11 de la tige 3B (formant une sorte de
piston) sur lequel s'appuie un ressort 12. La chambre 10
comporte des orifices calibrés 5B permettant un échappement
des gaz de l'intérieur de la chambre 10. Le ressort 12 est
comprimé quand le bloc 5 est déplacé suivant la direction D
de haut en bas sur la figure 1.
Le bloc 5 est prolongé par une portion tubulaire 5C
qui s'étend suivant la direction D en entourant la tige 3B.
Une pièce isolante 13 est montée coulissante sur cette
portion tubulaire 5C. La portion tubulaire 5C présente un
élargissement de périmètre qui forme un piston 5D apte à
venir s'introduire dans un évidemment 13A complémentaire de
la pièce 13. Le piston 5D comporte des valves 5E orientées
de telle façon que les gaz dans l'évidement 13A puissent
être libérés de cet évidemment quand le piston 5D s'insère
dans cet évidemment.
La pièce 13 est solidaire du tube 8 par
l'intermédiaire d'un cône support isolant 14 de sorte que le
tube 8 et donc les contacts 3A et 7B sont solidaires en
mouvement suivant la direction D avec la pièce isolante 14.
Un ressort 15 est disposé entre le tube 8 et un
épaulement du tube 9. Ce ressort 15 est comprimé quand le
tube 8 est déplacé suivant la direction D de haut en bas sur
la figure 1. En outre, la course du tube 8 de haut en bas
sur la figure 1 est arrêtée par une butée formée par
l'extrémité du tube 9 et le cône isolant 14.
Comme visible sur la figure 1, dans l'interrupteur en
position d'ouverture complète, les contacts d'arc
auxiliaires 7A et 7B sont séparés d'une certaine distance
dAX qui peut servir au réglage de la durée d'insertion de la
résistance lors de la fermeture de l'interrupteur. En outre,
cette durée d'insertion de la résistance peut être réglée
par la distance dAX' qui correspond à la course du tube 8
jusqu'à ce que le cône isolant vienne en butée contre le
bord du tube 9.
Le fonctionnement du système d'insertion de la
résistance lors de la fermeture de l'interrupteur est
maintenant le suivant.
Figure 1, l'interrupteur est en position complètement
ouverte. Les contacts 2A,2B et 7A sont séparés
respectivement des contacts 3A,3B et 7B. Le piston 5D est
complètement enfoncé dans l'évidement 13A ; il n'y a pas de
gaz à l'interface entre le piston 5D et la pièce isolante 13
ce qui crée une dépression.
Figure 2, une manoeuvre de fermeture de l'interrupteur
a commencé. L'équipage 2 commence une course de fermeture
suivant la direction D dans le sens indiqué par la flèche F.
Les contacts 2A et 2B sont rapprochés des contacts 3A et 3B
et un arc électrique se crée d'abord entre les contacts
d'arc 2B et 3B. Le courant passe donc du contact d'arc 2B
vers le contact d'arc 3B. Par construction la distance dAX
est suffisamment importante pour éviter un amorçage d'arc
électrique entre les contacts d'arc auxiliaires 7A et 7B. Le
courant traverse donc la tige du contact d'arc 3B et la
résistance R qui est insérée dans le circuit électrique de
l'interrupteur. Lors de cette première phase de fermeture,
la buse 2D a été déplacée en même temps que les contacts 2A
et 2B et est venue percuter le bourrelet 5A sur la surface
conique de l'extrémité avant du bloc 5. Toutefois, cette
extrémité conique du bloc 5 est d'abord venue s'insérer
progressivement dans le divergeant en forme de tulipe de la
buse 2D ce qui fait que sa mise en mouvement sera faite sans
oscillations dues au choc.
Figure 3, l'équipage 2 s'est légèrement déplacé par
rapport à sa position de la figure 2, dans le sens de la
flèche F. Les contacts 2A et 2B se sont encore rapprochés
des contacts 3A et 3B mais la distance dCP entre les
contacts 2A et 3A reste encore suffisante pour éviter
l'amorçage d'un arc électrique. Le bloc 5, poussé par la
buse 2D, s'est également légèrement déplacé suivant la
direction D dans le sens de la flèche F ce qui a entraíné un
déplacement dP correspondant du piston 5D dans l'évidement
13A de la pièce isolante 13. Ce léger déplacement à créé une
dépression à l'interface entre le piston 5D et la pièce
isolante 13. A noter que la distance dAX entre les contacts
d'arc auxiliaires 7A et 7B a également légèrement diminuée
mais reste suffisante pour éviter un amorçage d'arc entre
ces contacts. Le courant passe toujours dans le contact
d'arc 2B, le contact d'arc 3B et la résistance R qui est
insérée.
Figure 4, l'équipage 2 s'est encore déplacé par
rapport à sa position de la figure 3, dans le sens de la
flèche F. Le contact d'arc 3B en forme de tige est
maintenant inséré dans le contact d'arc creux 2B et les
contacts de courant permanent 2A et 3A sont toujours séparés
d'une distance suffisante dCP pour éviter un amorçage d'arc
électrique. La buse 2D en se déplaçant avec les contacts 2A
et 2B a poussé le bloc 5 suivant la direction D dans le sens
de la flèche F entraínant la compression du ressort 12 entre
l'épaulement 11 et le bloc 5 et l'entrée de gaz, par
l'intermédiaire d'une valve 5F, dans la chambre 10 du bloc
5. Parallèlement, le piston 5D à l'extrémité de la portion
tubulaire 5C du bloc 5, a entraíné par un effet de succion
la pièce isolante 13 dans le sens de la flèche F ce qui fait
que le tube 8 s'est également déplacé suivant la direction D
dans le sens de la flèche F en comprimant le ressort 15. Il
est entendu que la puissance du ressort 15 doit être
inférieure à la force de succion exercée par le piston 5D
sur la pièce isolante 13. Du fait que le tube 8 et le bloc 5
se sont déplacés ensembles et dans le même sens, les
contacts d'arc auxiliaires 7A et 7B sont restés séparés
d'une distance dAX suffisante pour éviter tout amorçage d'un
arc électrique. Par conséquent, le courant passe toujours
dans le contact d'arc 2B, le contact d'arc 3B et la
résistance R qui reste insérée. Sur la figure 4, le cône
support 14 arrive en butée contre l'extrémité du tube 9 de
sorte que le tube 8 est bloqué en mouvement suivant la
direction D dans le sens de la flèche F.
Figure 5, l'équipage 2 s'est encore déplacé par
rapport à sa position de la figure 4, dans le sens indiqué
par la flèche F. Le contact d'arc en forme de tige 3B s'est
inséré encore plus dans le contact d'arc creux 2B et les
contacts de courant permanent 2A et 3A se sont encore
rapprochés l'un de l'autre tout en restant suffisamment
distants pour éviter un amorçage d'arc électrique. Le bloc 5
a encore été poussé par la buse 2D dans le sens de la flèche
F et le ressort 12 s'est encore plus comprimé. Du fait que
le tube 8 est en butée dans le sens de la flèche F, la
poussée du bloc 5 par la buse 2D provoque un retrait du
piston 5D de l'évidement 13A dans la pièce isolante 13.
L'effet de succion est donc supprimé. Le contact d'arc
auxiliaire 7A se rapproche du contact d'arc auxiliaire 7B
jusqu'à ce que la distance dAX soit suffisamment faible pour
qu'il se crée un arc électrique entre ces deux contacts.
Cette connexion entre les deux contacts 7A et 7B court-circuite
la résistance R le courant traverse donc le
contact d'arc 2B, le contact d'arc 3B, les contacts
accordéon 6, le bloc métallique 5, le contact d'arc
auxiliaire 7A, le contact d'arc auxiliaire 7B, le tube 8,
les contacts accordéon 8A et le tube 9.
Figure 6, l'interrupteur est complètement fermé. Les
contacts 2A,2B et 7A sont connectés aux contacts 3A,3B et 7B
respectivement, la connexion des contacts de courant
permanent 2A et 3A s'établissant après la connexion des
contacts d'arc auxiliaires 7A et 7B. Par rapport à la
position de l'interrupteur sur la figure 5, le bloc 5 a
encore été poussé dans le sens de la flèche F par la buse 2D
et le ressort 12 a encore été comprimé. Du fait que le
piston 5D n'était plus solidaire en déplacement avec la
pièce isolante 13, le ressort 15 s'est détendu et a exercé
une force de rappel qui a déplacé le tube 8 et donc les
contacts 3A et 7B dans le sens opposé à la flèche F. Le tube
8 est donc revenu dans la position qu'il occupait sur la
figure 1 quand l'interrupteur était ouvert complètement.
Lors de l'ouverture de l'interrupteur, l'équipage 2
est déplacé à grande vitesse dans le sens opposé à la flèche
F avec la buse 2D. Les contacts de courant permanent 2A et
3A se séparent en premier, puis ensuite les contacts d'arc
2B et 3B. Le bloc 5 ne subissant plus la poussée de la buse
2D, se déplace automatiquement dans le même sens que
l'équipage mobile 2 par le jeu de la force de rappel exercée
par le ressort 12 (qui se détend) en même temps que le gaz
dans la chambre 10 du bloc 5 s'évacue par les orifices 5B.
Ces orifices sont calibrés comme indiqué plus haut pour que
s'exerce une résistance à la force de rappel du ressort 12
ce qui fait que le bloc 5 se déplace plus lentement que
l'équipage 2 dans le sens opposé à la flèche F. Il en
résulte que les contacts d'arc auxiliaires 7A et 7B restent
connectés un certain temps après la séparation des contacts
d'arc 2B et 3B de sorte que la résistance reste aussi court-circuitée
lors de l'ouverture de l'interrupteur. Quand le
bloc 5 revient à la position qu'il occupait sur la figure 1,
le piston 5D s'insère de nouveau dans l'évidement 13A de la
pièce isolante 13 et les gaz à l'interface du piston 5D et
de la pièce isolante 13 sont chassés par la valve 5E.
Claims (6)
- Un interrupteur à gaz comprimé comprenant, dans une enveloppe (1) qui s'étend suivant une direction longitudinale (D), un premier équipage de contacts (2) incluant un premier contact de courant permanent (2A) et un premier contact d'arc (2B), un second équipage de contacts (3) mobile suivant la direction longitudinale par rapport au premier équipage de contacts et incluant un second contact permanent (3A) et un second contact d'arc (3B) destinés à se connecter respectivement au premier contact permanent et au premier contact d'arc, et un système d'insertion d'une résistance (R) lors de la fermeture de l'interrupteur, cette résistance étant reliée électriquement en série entre le premier contact d'arc et le premier contact de courant permanent, caractérisé en ce que le système d'insertion de la résistance comprend deux contacts auxiliaires dont le premier (7B) est relié électriquement au premier contact de courant permanent et le second (7A) est relié au premier contact d'arc, en ce que ces deux contacts auxiliaires sont montés mobiles l'un par rapport à l'autre suivant la direction longitudinale de telle façon à pouvoir se rapprocher l'un de l'autre, lors de la fermeture de l'interrupteur, pour établir une connexion qui court-circuite la résistance et de telle façon à être solidaires en déplacement suivant la direction longitudinale, lors de la fermeture de l'interrupteur, avant d'établir ladite connexion qui court-circuite la résistance.
- L'interrupteur selon la revendication 1, dans lequel le premier contact d'arc a la forme d'une tige sur laquelle coulisse un bloc métallique (5) portant le second contact auxiliaire et dans lequel ce bloc est poussé suivant la direction longitudinale, lors de la fermeture de l'interrupteur, par une buse (2D) solidaire du second contact d'arc.
- L'interrupteur selon la revendication 2, dans lequel le bloc (5) présentant une extrémité sensiblement conique qui s'emboíte dans la buse (2D).
- L'interrupteur selon la revendication 2, dans lequel le bloc comporte une prolongation tubulaire (5C) qui s'étend suivant la direction longitudinale et sur laquelle coulisse une pièce isolante (13) solidaire du premier contact auxiliaire, la prolongation tubulaire présentant une extrémité formant un piston (5D) qui coopère avec un évidement (13A) dans la pièce isolante de telle manière que le piston est rendu solidaire de la pièce isolante, lors de la fermeture de l'interrupteur, par le jeu d'une dépression créée dans l'évidement de la pièce isolante entre le piston et la pièce isolante.
- L'interrupteur selon la revendication 2, dans lequel le bloc (5) comprend une chambre interne (10) qui est divisée par un épaulement radial (11) de la tige du premier contact d'arc, et dans lequel un ressort (12) est placé dans la chambre contre l'épaulement radial de la tige de telle façon que le déplacement du bloc le long de la tige du premier contact d'arc, lors de la fermeture de l'interrupteur, provoque la compression du ressort en même temps que la chambre se remplit de gaz et que, lors de l'ouverture de l'interrupteur, le ressort en se détendant exerce une force de rappel qui tend à déplacer automatiquement le bloc en sens inverse en même temps que les gaz sont évacués de la chambre par un orifice (5B) de celle-ci, l'orifice étant en outre calibré pour que s'exerce une résistance contre la force de rappel du ressort.
- L'interrupteur selon la revendication 1, dans lequel le premier contact auxiliaire (7B) et le premier contact de courant permanent (3A) sont montés solidaires sur un tube mobile (8) suivant la direction longitudinale, en dans lequel un ressort (15) est disposé contre le tube mobile (8) pour s'opposer au déplacement de ce tube suivant la direction longitudinale, lors de la fermeture de l'interrupteur, ce ressort exerçant une force de rappel lors de l'ouverture de l'interrupteur qui tend à déplacer automatiquement le tube selon ladite direction longitudinale et dans un sens contraire.
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