EP1402549A1 - Electrical cutoff and sectioning equipment comprising a vacuum bulb - Google Patents

Electrical cutoff and sectioning equipment comprising a vacuum bulb

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Publication number
EP1402549A1
EP1402549A1 EP02745497A EP02745497A EP1402549A1 EP 1402549 A1 EP1402549 A1 EP 1402549A1 EP 02745497 A EP02745497 A EP 02745497A EP 02745497 A EP02745497 A EP 02745497A EP 1402549 A1 EP1402549 A1 EP 1402549A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
cut
enclosure
sectioning
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Withdrawn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
EP02745497A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Philippe Picot
Bernard Yvars
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.)
Schneider Electric Industries SAS
Original Assignee
Schneider Electric Industries SAS
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 Schneider Electric Industries SAS filed Critical Schneider Electric Industries SAS
Publication of EP1402549A1 publication Critical patent/EP1402549A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
    • 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
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements

Definitions

  • the invention relates to a switchgear comprising at least one vacuum interrupter ensuring both a load breaking function - switch or circuit breaker - and a sectioning function.
  • Vacuum interrupters are frequently used in the medium voltage field as a cut-off device for circuit breaker or switch applications. On the other hand, they are practically not used for the disconnector application, because of the difficulty of guaranteeing a high and reliable dielectric strength between the contacts of a vacuum interrupter. Indeed, although the vacuum is an effective insulating medium and it is possible to obtain high dielectric strengths on new bulbs after a so-called voltage conditioning procedure, this dielectric strength is likely to deteriorate significantly under the effect of the maneuvers (empty, loaded or faulty) carried out by the bulb.
  • a high voltage disconnector comprising a vacuum interrupter.
  • the vacuum interrupter forms an enclosure containing two contacts. Each contact is surrounded by a tubular electrode forming a screen deflecting the field lines, integral with the body of the enclosure.
  • the two contacts are movable relative to the enclosure during the opening and closing operations. In the contact position, they engage with each other about halfway between the deflectors. During opening, the contacts each retract into the corresponding tubular deflector, so that the distance between the deflectors is shorter than the distance between the contacts.
  • the contacts are located in a region where the electric field is relatively low, so that the risk of arcing at the contacts is greatly reduced, even if the surface finish contacts has deteriorated.
  • the contacts are in projecting position towards each other relative to the deflectors.
  • This device therefore ensures an exceptional dielectric strength of the bulb, even after numerous opening and closing operations.
  • the mechanism necessary for driving the contacts is complex, since it requires a simultaneous and coordinated double movement of the contacts with respect to the enclosure of the bulb, in opposite directions.
  • the mechanism must be powerful and rapid, to ensure opening in times compatible with the load cut-off function.
  • the linkage for transmitting the movement to the two mobile contacts then represents a large mobile mass, which adds to the mass of the contacts and increases the inertia of the mobile assembly, therefore the energy which the mechanism must deliver to achieve the opening.
  • the drive mechanism therefore proves to be expensive.
  • the bellows must be able to withstand deformations that are both large and rapid, which increases their cost compared to the standard bellows of a device without sectioning function.
  • the architecture of the apparatus therefore makes the sectioning function expensive.
  • the bulb comprises an envelope, a fixed contact integral with the envelope, and a movable contact, driven by a mechanism having three indexed positions: closed, open and sectioned.
  • the bulb is provided with two coaxial tubular deflector screens which face each other at a distance and are integral with the envelope of the bulb.
  • One of the screens surrounds the fixed contact and projects, with respect to the fixed contact, towards the other screen.
  • the movable contact retracts inside the corresponding screen, so that the screens ensure the dielectric strength of the bulb.
  • the contacts are opened at high speed between the closed position and the open position, then at a lower speed between the open position and the cutting position, which makes it possible to implement a drive mechanism. cheap.
  • This device has the disadvantage of exposing the screen of the fixed contact to the arc during the opening phase and the closing phase, if these take place under voltage. There is therefore a premature wear of the screen of the fixed contact.
  • the invention therefore aims to remedy the drawbacks of the state of the art, so as to propose a switchgear and disconnection apparatus ensuring a withstand voltage over the cutting distance extremely high and stable under vacuum, and putting using a simple and inexpensive mechanism.
  • the invention relates to an electrical switchgear and sectioning device comprising:
  • a vacuum interrupter comprising a sealed enclosure containing:
  • a second screen fixed relative to the enclosure, the first screen and the second screen being separated from each other by an inter-screen space delimited by two geometric planes perpendicular to the geometric reference axis;
  • a first contact fixed relative to the support and connected to the enclosure by a first deformable seal, the first contact being in electrical connection with the first screen;
  • a second contact connected to the enclosure by a second deformable seal, the second contact being in electrical connection with the second screen and movable in translation relative to the support along the geometric reference axis, between a position contact in which the second contact is in contact with the first contact, the first and the second contact being in the inter-screen space, and a sectioning position, passing through a cut-off position in which the first and the second contacts are still in the inter-screen space;
  • coupling means providing a kinematic connection between the second contact and the enclosure when the second contact is between an intermediate coupling position and the cutting position, so that when the second contact moves between the intermediate position coupling and the sectioning position, it drives the enclosure in translation along the reference axis, and that when the second contact is in the sectioning position, the first contact and the second contact are located outside the inter-screen space, on either side of the inter-screen space, the
  • the coupling between the enclosure and the movable electrode allows the use of a conventional single movement bulb mechanism. Between the closed position and the coupling position, only the movable contact moves, the enclosure remaining stationary. This minimizes the moving mass between the contact and cut-off positions, therefore kinetic energy required during opening and closing.
  • the enclosure is coupled to the movable contact between the open position and the sectioning position, in a phase which does not require a high speed of movement. This minimizes the cost of the coupling device.
  • the first bellows works only between the coupling position and the sectioning position, so that it is possible to seal between the first contact and the enclosure at low cost.
  • the first contact and the second contact in the cut-off position are substantially at equal distance and on either side of a median plane between the two geometric planes delimiting the inter-screen space.
  • the first and second contacts then have symmetrical positions relative to the median plane.
  • the coupling means comprise a stop, ensuring an integral movement of the enclosure and the second contact when the second contact moves between the intermediate coupling position and the sectioning position .
  • a progressive coupling can be provided, using a cam for example, or any other means ensuring transmission of the movement with variable transmission ratio.
  • the apparatus further comprises a mechanism for driving the second contact relative to the support, for suddenly moving the second contact between the contact position and the cut-off position and for slowly moving the second contact between the position cut-off position and the sectioning position, the drive mechanism being mounted on the support.
  • the mechanism allows rapid movement of the movable contact over the part of the stroke where rapid movement is required, to limit the life of an electric arc between the contacts. In the phases of displacement between cut position and sectioning position, the movement is slower, which makes it possible to limit the power of the mechanism, but above all to preserve the first bellows of the bulb and the coupling. The reliability and the service life of the installation are thereby increased.
  • the drive mechanism imposes a stop of the second contact in the cut-off position, when the second contact passes from the contact position to the cutting position.
  • the drive mechanism comprises at least one opening energy accumulator, the displacement of the second contact from the contact position to the cut-off position being obtained by sudden discharge of the energy accumulator d 'opening .
  • the energy accumulator ensures a short opening time.
  • the opening energy accumulator comprises an accumulation spring.
  • the drive mechanism comprises at least one closing energy accumulator, the displacement of the second contact from the cut-off position to the contact position being obtained by sudden discharge of the closing energy accumulator. .
  • the energy accumulator ensures a short closing time, necessary to authorize closings on electrical faults.
  • the closing energy accumulator comprises an accumulation spring.
  • the opening energy accumulator and the closing energy accumulator can be separate, so as to allow, for example, fast closing-opening cycles.
  • the mechanism can be stepped, the expansion of the closing accumulator ensuring the arming of the opening accumulator, to ensure rapid opening - closing - opening cycles.
  • a mechanism of this type is described for example in document EP 222 645. The reverse is also possible, the discharge of the opening accumulator ensuring the arming of the closing accumulator.
  • the displacement of the second contact from the cut-off position to the contact position is obtained by sudden discharge of the opening energy accumulator.
  • the energy accumulator is then bistable, and passes through a top dead center corresponding to the charged state.
  • the drive mechanism comprises
  • a means for clutching the operating member to ensure a kinematic connection between the operating member and the second contact making it possible to drive the second contact between the cut-off position and the sectioning position, the clutch means being disengaged when the second contact is between the cut-off position and the contact position.
  • the actuator can be a simple lever or a crank. It can be optionally motorized, or assisted by a motor.
  • FIG. 1 shows an apparatus according to the invention, in a closed, disarmed state
  • FIG. 2 shows the apparatus of Figure 1, in a closed, armed state
  • Figure 3 shows the apparatus of Figure 1, in an open, disarmed state
  • FIG. 4 represents the apparatus of FIG. 1, in an open, disarmed state, with indication of the maneuver prior to passing into a sectioned state
  • - Figure 5 shows the apparatus of Figure 1, in a transient intermediate state between the disarmed open state and a severed state
  • FIG. 6 shows the apparatus of Figure 1, in the sectioned state
  • FIG. 7 shows the apparatus of Figure 1, in an open, disarmed state, with indication of the maneuver prior to resetting;
  • - Figure 8 shows the apparatus of Figure 1, in an open, armed state.
  • FIG. 9 shows a vacuum interrupter of the apparatus of Figure 1, in the contact position, corresponding to the states of the apparatus shown in Figures 1 and 2;
  • FIG. 10 shows the vacuum interrupter in the cut-off position, corresponding to Figures 3 and 4, 7 and 8;
  • - Figure 11 shows the vacuum interrupter in a transient intermediate position between the cut-off position and the sectioning position, corresponding to Figure 5;
  • FIG. 12 represents the vacuum interrupter in the sectioning position, corresponding to FIG. 6.
  • a high-voltage switch-disconnector or a circuit-breaker-disconnector 10 comprises at least one vacuum interrupter 12 and its drive mechanism 14, fixed to a support frame 16.
  • a vacuum enclosure 18 is constituted by a cylindrical ceramic body 20 in two parts, defining a geometric reference axis 22 located in the plane of the figures, and closed at its ends by two metallic bottoms 24, 26.
  • Each bottom 24, resp. 26 is extended inside the enclosure by a metallic tubular screen 28, resp. 30 forming a surface of revolution around the geometric reference axis 22.
  • the free end of each screen 28, resp. 30 is shaped as a bead 32, resp. 34 and one can define a geometric plane 36, resp. 38 tangent to the bead and perpendicular to the geometric axis.
  • the two screens 28, 30 are distant from each other, and separated by an inter-screen space 40 delimited by the tangent planes 36, 38.
  • the tangent planes 36, 38 are equidistant from a median geometric plane 42 of the bulb, also perpendicular to the axis 22.
  • the inter-screen space is surrounded by a median metal screen 44 with essentially cylindrical floating potential. This median screen 44 is located radially outside the screens 28, 30, and has a height allowing partial axial overlap with the screens 28, 30.
  • the deflector screen 28 surrounds a fixed electrode 50 constituted by a metal bar disposed along the reference axis 22, and carrying at one end located inside the enclosure a fixed contact 52.
  • L ' metal electrode 50 has one end located outside the enclosure, intended for the mechanical fixing of the bulb relative to the chassis 16 of the apparatus and the electrical connection between the electrode 50 and an external electrical circuit.
  • a smooth axial bearing 56 provides axial guidance between the bottom 24 and the electrode 50.
  • a metal bellows 58 provides a sealed deformable connection between the bottom 24 and the electrode 50.
  • the deflector screen 30 surrounds a movable electrode 60 formed, like the fixed electrode 50, by a metal bar disposed along the reference axis 22, and bearing at one end situated inside the enclosure a movable contact 62.
  • the metal electrode 60 has one end situated outside the enclosure, intended firstly for the electrical connection between the electrode 60 and an external electrical circuit, and secondly for the kinematic connection with the drive mechanism 14. This end also forms a shoulder allowing the mounting of a coupling disc 64 fixed in translation relative to the electrode 60, and preferably free in rotation relative to the electrode 60, so as not to transmit torsional stresses thereto.
  • the disc 64 is provided with a bore 66 allowing the passage of a stud 68 welded by one end to the bottom 26 and carrying at its free end a head 70 forming an axial stop.
  • a compression spring 72 tends to separate the disc 64 and the bottom 26 of the enclosure from one another.
  • the disc 64, the stud 68 and the spring 72 together form a coupling 74 between the enclosure 18 and the electrode 60.
  • a smooth axial bearing 76 provides axial guidance between the bottom 26 and the electrode 60.
  • a metal bellows 78 ensures a deformable sealed connection between the bottom and the electrode.
  • the circuit breaker drive mechanism is broken down into three sub-assemblies interacting with each other: a bistable motor sub-assembly 80, a transmission sub-assembly 82 and a multifunction control and reset sub-assembly 84. These three sub-assemblies have a common axis of rotation 86, fixed relative to the support 16, perpendicular to the plane of the figures and intersecting the geometric reference axis 22.
  • the motor sub-assembly 80 implements a telescopic energy accumulator 88 with compression spring 90, articulated around a pivot 92 fixed relative to the support 16, as well as a fork 94 with two branches 94A and 94B, pivoting about the axis 86 and articulated to the accumulator 88 by means of a pivot 96.
  • the spring 90 tends to deploy the telescopic accumulator so that the latter oscillates between two stable positions shown respectively on the Figures 1 on the one hand and 3 to 7 on the other, in which the energy accumulator 88 reaches a position of maximum extension embodied by a stop 98 between the telescopic elements.
  • the transmission sub-assembly 82 is formed by a pair of connecting rod 100, crank 102 extended by a telescopic axial coupling of contact pressure 104 with spring 106, which provides the connection with the movable electrode 60.
  • the crank 102 pivots around the axis 86 and is integral with a disc 108, provided with a shoe 110 cooperating with two end of travel stops 112, 114 fixed relative to the chassis 16 of the apparatus.
  • the crank 102 is connected to the connecting rod 100 by means of a transmission axis 116, the oscillating movement of which is limited by the arms 94A, 94B of the fork 94, which act as stops.
  • the telescopic link 104 slides in an axial bearing 118 supported by the chassis 16 and guiding in translation the telescopic link 104 and the movable electrode 60 along the axis 22.
  • the compression spring 104 tends to deploy the 'telescopic coupling.
  • the multifunctional control and resetting sub-assembly 84 comprises a half-disc 120 pivoting about the axis 86, provided with two stops 122, 124 cooperating with the fork 94, and provided with a cylindrical sheath 126 constituting an axial guide for an operating lever 128 along an axis 130.
  • the operating lever 128 is provided with a handle 132 at one of its ends, and a pin 134 at the opposite end, cooperating with a groove 136 formed in the shoe 110 secured to the disc.
  • the apparatus makes it possible to conduct the current between the electrodes 50, 60 which are in the contact position.
  • the transmission axis 116 of the crank connecting rod connection 100, 102 is to the left of the plane defined by the geometric axis 22 and the axis of rotation 86.
  • the contact pressure spring 106 is partially bandaged and tends to drive the axis 116 and the disc 108 counterclockwise.
  • the shoe 110 rests on the stop 112 which prevents the rotation of the disc 108.
  • the energy accumulator 88 is in its position of maximum extension limited by the stop 98.
  • the energy storage spring 90 is discharged , but retains the fork 94 in the position of Figure 1.
  • the mechanism is in a stable state.
  • the contacts 52, 62 are located in the inter-screen space 40.
  • a contact plane perpendicular to the axis, located between the front planes 36, 38 of the two screens 28 , 30, closer to the screen 28 of the fixed electrode 50 than to the screen 30 of the mobile electrode.
  • the operator operates the operating lever 128 clockwise to the position shown in Figure 2.
  • the half-disc 120 secured to the lever 128, drives the fork 94 by means of the stop 122, which has the effect of retracting the telescopic accumulator 88 and of loading the spring 90 of the accumulator 88.
  • the left branch 94A of the fork comes into contact with the transmission axis 116 and begins to bring the link crank rod 100, 102 towards its top dead center in alignment with the axis 22, by compressing the telescopic coupling 104.
  • FIG. 1 The position of FIG.
  • the contacts 52, 62 are still in the inter-screen space, and are approximately equidistant from the median plane 42. If the electrodes 50, 60 were crossed by a current at the time of opening, an arc was born between the contacts 52, 62. The distance between the contacts 52, 62 in the cut-off position of FIG. 10 is sufficient to cause the final extinction of the electric arc. In the cut-off position, the contacts protrude towards each other relative to the screens 28, 30. It is thus ensured that the arc electric will not migrate on the screens 28, 30 and that the surface condition of the beads 32, 34 will remain perfect.
  • the transmission sub-assembly 82 exclusively drives the mobile electrode 60.
  • the enclosure 18 remains fixed relative to the fixed electrode 50 and to the chassis 16, because it is recalled by the spring 72.
  • the head 70 comes into abutment against the disc 64, forming a coupling between the mobile electrode 60 and the enclosure 18.
  • the mobile contact 62 is set back relative to the second screen 30, outside the inter-screen space 40.
  • the mechanism 14 is driven to a sectioning position shown in Figure 6 where the shoe 110 is stopped by the stop 114.
  • the transmission sub-assembly 82 integrally drives the electrode 60 and the enclosure 18, until is reached the re isolation position presented in FIG. 12.
  • the relative position of the mobile electrode 60 and of the second screen 30 therefore remains unchanged with respect to the intermediate position of FIG. 11, and this is the whole of the enclosure 18, including the screens 28, 30 and the mobile electrode 60 which moves in unison with respect to the fixed electrode 50 secured to the chassis 16 of the apparatus.
  • the fixed contact 52 is set back relative to the first screen 28, outside the inter-screen space 40.
  • the contacts 52, 62 are more distant from each other than in the cut position, which reduces the dielectric stress. More importantly, the contacts 52, 62 are on either side of the inter-screen space 40, in areas protected from the dielectric point of view by the screens 28, 30 which function as deflectors of field lines. Only the screens 28, 30 are subjected to a high field, which does not pose a problem insofar as their surface condition was preserved during the cut.
  • the closing of the device is also done in two stages. Initially, the operator rotates the operating lever 128 anticlockwise until reaching the disarmed open state described above. It then releases the pin from the hoof by a rotation movement of the handle as indicated by the arrow in FIG. 7, so as to decouple the operating lever 128 and the transmission stage 82. The stop 124 of the half disc is located then in contact with the fork 94. The operator can then again maneuver the lever 128 anti-clockwise around the axis 86, to pass from the position of FIG. 7 to that of the FIG. 8.
  • the closure of the bulb is therefore, like the opening, extremely rapid, which avoids damage to the contacts when they are brought together if the parts are energized.
  • various modifications are possible.
  • the armed state of the engine sub-assembly is reached before the transmission sub-assembly reaches its neutral position, so that we can be sure that when the neutral position high is exceeded, the energy accumulator has already started its impulsive expansion towards the open position.
  • the control and reset sub-assembly can be motorized, in particular in the rearming phases of the spring of the energy accumulator.
  • the drive mechanism can be of any type ensuring rapid movement in the opening and closing phases, and a slow movement between the opening and cutting positions.
  • the mechanism will guarantee a possibility of stopping in the open position, or at least a stopping time, so as to ensure the extinction of the arcs before moving to the sectioning position.
  • the screen 28 is at the potential of the fixed electrode 50 while the screen 30 is at the potential of the mobile electrode 60.
  • the embodiment relates to high voltage.
  • the invention is however also applicable in low voltage.
  • the fixed support 16 constitutes a reference support for the bulb and the mechanism. However, it can itself be movable relative to other elements of the electrical installation in which the apparatus is integrated. In particular, it can be constituted by a chassis of a rolling cart pluggable into a busbar.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

The invention relates to a switch disconnector comprising a vacuum bulb (12) which is formed by a sealed enclosure (18), two screens (28, 30) which are fixed in relation to the enclosure, a contact (52) which is fixed in relation to the equipment support (16) and a movable contact (62) which is driven by a drive mechanism. The movable contact (62) moves rapidly between a contact position and a cutoff position, thereby opening the switch. In the cutoff position, the contacts (52, 62) project out towards each other in relation to the screens (28, 30) such that the screens are not affected by the electric arc during the cutoff. The movable contact (62) can be driven at a low speed from the cutoff position to a sectioning position. In said phase, the enclosure (18) is solidly connected to the movable contact using coupling means (74) in such a way that the enclosure (18) moves in relation to the fixed contact (52). In the sectioning position, the contacts (52, 62) are recessed relative to the screens (28, 30).

Description

APPAREILLAGE ELECTRIQUE DE COUPURE ET DE SECTIONNEMENT COMPORTANT UNE AMPOULE SOUS VIDEELECTRICAL CUT-OFF AND SECTIONING APPARATUS HAVING A VACUUM BULB
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention est relative à un appareillage de coupure comportant au moins une ampoule sous vide assurant à la fois une fonction de coupure en charge - interrupteur ou disjoncteur - et une fonction de sectionnement.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a switchgear comprising at least one vacuum interrupter ensuring both a load breaking function - switch or circuit breaker - and a sectioning function.
ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART
[0002] Les ampoules sous vide sont fréquemment utilisées dans le domaine de la moyenne tension comme organe de coupure pour des applications disjoncteur ou interrupteur. Par contre elles ne sont pratiquement pas utilisées pour l'application sectionneur, à cause de la difficulté de garantir une tenue diélectrique élevée et fiable entre les contacts d'une ampoule sous vide. En effet, bien que le vide soit un milieu isolant performant et qu'il soit possible d'obtenir des tenues diélectriques élevées sur des ampoules neuves après une procédure dite de conditionnement en tension, cette tenue diélectrique est susceptible de se dégrader sensiblement sous l'effet des manœuvres (à vide, en charge ou sur défaut) effectuées par l'ampoule. Ces manœuvres ont pour conséquence de modifier l'état de surface des contacts dans le sens d'une augmentation de la rugosité: les aspérités qui apparaissent à la surface des contacts sous l'effet des manœuvres mécaniques de fermeture- ouverture ou sous l'effet de l'arc électrique généré lors de manœuvres en charge provoquent un accroissement localisé du champ électrique à la surface du contact lorsqu'une tension est appliquée entre les contacts ouverts. Ce champ électrique renforcé peut provoquer l'apparition d'un courant d'émission électronique par effet Fowler-Nordheim, courant qui évolue généralement en claquage entre les deux contacts. Pour ces raisons, il est habituel de constater qu'une ampoule sous vide interrupteur ou disjoncteur, ayant la tenue diélectrique assignée à l'état neuf et pouvant donc tenir sans claquage les séries de 15 chocs de foudre normalisées, voit sa tenue diélectrique se dégrader dans le cadre de son fonctionnement normal et présente donc un ou plusieurs claquages lorsque lui est appliquée une série de 15 chocs normalisée (on constate en général qu'après quelques claquages l'ampoule retrouve son niveau de tenue initial car les claquages ont un effet de reconditionnement en détruisant les aspérités qui en sont à l'origine). Ce comportement ne pose pas de problème particulier pour une application interrupteur ou disjoncteur qui est en général associée à un sectionneur séparé mais n'est pas compatible avec la fonction sectionneur qui requiert une tenue diélectrique entre contacts ouverts (sur la distance de sectionnement) plus élevée que pour un interrupteur et particulièrement fiable.Vacuum interrupters are frequently used in the medium voltage field as a cut-off device for circuit breaker or switch applications. On the other hand, they are practically not used for the disconnector application, because of the difficulty of guaranteeing a high and reliable dielectric strength between the contacts of a vacuum interrupter. Indeed, although the vacuum is an effective insulating medium and it is possible to obtain high dielectric strengths on new bulbs after a so-called voltage conditioning procedure, this dielectric strength is likely to deteriorate significantly under the effect of the maneuvers (empty, loaded or faulty) carried out by the bulb. These operations have the consequence of modifying the surface condition of the contacts in the direction of an increase in roughness: the roughness which appears on the surface of the contacts under the effect of mechanical closing-opening maneuvers or under the effect of the electric arc generated during load maneuvers cause a localized increase in the electric field at the contact surface when a voltage is applied between the open contacts. This reinforced electric field can cause the appearance of an electronic emission current by Fowler-Nordheim effect, current which generally evolves in breakdown between the two contacts. For these reasons, it is usual to find that a vacuum interrupter or circuit breaker bulb, having the dielectric strength assigned to the new state and therefore capable of withstanding the series of 15 standardized lightning strikes without breakdown, sees its dielectric strength deteriorate. as part of its normal operation and therefore has one or more breakdowns when a series of 15 standardized shocks is applied to it (it is generally observed that after a few breakdowns the bulb returns to its initial level of holding because the breakdowns have a reconditioning by destroying the roughness which is at the origin). This behavior does poses no particular problem for a switch or circuit breaker application which is generally associated with a separate disconnector but is not compatible with the disconnector function which requires higher dielectric strength between open contacts (over the disconnection distance) than for a switch and particularly reliable.
[0003] Dans le document US 3.914.568 est décrit un sectionneur haute tension comportant une ampoule sous vide. L'ampoule sous vide forme une enceinte contenant deux contacts. Chaque contact est entouré par une électrode tubulaire formant écran déflecteur des lignes de champ, solidaire du corps de l'enceinte. Les deux contacts sont mobiles par rapport à l'enceinte pendant les opérations d'ouverture et de fermeture. En position de contact, ils s'engagent l'un avec l'autre à-peu-près à mi-distance des déflecteurs. Pendant l'ouverture, les contacts se rétractent chacun dans le déflecteur tubulaire correspondant, de sorte que la distance entre les déflecteurs est plus courte que la distance entre les contacts.In document US 3,914,568 is described a high voltage disconnector comprising a vacuum interrupter. The vacuum interrupter forms an enclosure containing two contacts. Each contact is surrounded by a tubular electrode forming a screen deflecting the field lines, integral with the body of the enclosure. The two contacts are movable relative to the enclosure during the opening and closing operations. In the contact position, they engage with each other about halfway between the deflectors. During opening, the contacts each retract into the corresponding tubular deflector, so that the distance between the deflectors is shorter than the distance between the contacts.
[0004] En position de sectionnement, les contacts sont situés dans une région ou le champ électrique est relativement faible, de sorte que le risque d'amorçage d'un arc au niveau des contacts est fortement réduit, même si l'état de surface des contacts est détérioré. Lors des opérations d'ouverture et de fermeture, les contacts se trouvent en position saillante l'un vers l'autre par rapport aux déflecteurs. Ainsi, seuls les contacts sont exposés aux éventuels arcs électriques, ce qui permet de préserver l'état de surface des déflecteurs. Ce dispositif permet donc d'assurer une tenue diélectrique exceptionnelle de l'ampoule, même après de nombreuses opérations d'ouverture et de fermeture. Toutefois, le mécanisme nécessaire pour l'entraînement des contacts est complexe, puisqu'il exige un double mouvement simultané et coordonné des contacts par rapport à l'enceinte de l'ampoule, dans des directions opposées. Si l'appareillage doit effectuer des opérations de coupure en charge, le mécanisme doit être puissant et rapide, pour assurer l'ouverture dans des temps compatibles avec la fonction de coupure en charge. La tringlerie de transmission du mouvement aux deux contacts mobiles représente alors une masse mobile importante, qui s'ajoute à la masse des contacts et augmente l'inertie de l'équipage mobile, donc l'énergie que doit délivrer le mécanisme pour réaliser l'ouverture. A cela s'ajoute le fait que la course du mécanisme est plus grande que celle utilisée pour une ampoule n'ayant pas de fonction de sectionnement. Le mécanisme d'entraînement s'avère donc coûteux. Par ailleurs, aucune disposition n'est prise pour limiter les contraintes des soufflets d'étanchéité entre les contacts et l'enceinte de l'ampoule durant l'ouverture et la fermeture. Les soufflets doivent être capables de supporter des déformations à la fois importantes et rapides, ce qui augmente leur coût par rapport aux soufflets standard d'un appareil sans fonction de sectionnement. L'architecture de l'appareillage rend donc la fonction de sectionnement onéreuse.In the sectioning position, the contacts are located in a region where the electric field is relatively low, so that the risk of arcing at the contacts is greatly reduced, even if the surface finish contacts has deteriorated. During the opening and closing operations, the contacts are in projecting position towards each other relative to the deflectors. Thus, only the contacts are exposed to possible electric arcs, which preserves the surface condition of the deflectors. This device therefore ensures an exceptional dielectric strength of the bulb, even after numerous opening and closing operations. However, the mechanism necessary for driving the contacts is complex, since it requires a simultaneous and coordinated double movement of the contacts with respect to the enclosure of the bulb, in opposite directions. If the switchgear is to perform load cut-off operations, the mechanism must be powerful and rapid, to ensure opening in times compatible with the load cut-off function. The linkage for transmitting the movement to the two mobile contacts then represents a large mobile mass, which adds to the mass of the contacts and increases the inertia of the mobile assembly, therefore the energy which the mechanism must deliver to achieve the opening. Added to this is the fact that the travel of the mechanism is greater than that used for a bulb having no sectioning function. The drive mechanism therefore proves to be expensive. Through elsewhere, no provision is made to limit the stresses of the sealing bellows between the contacts and the bulb enclosure during opening and closing. The bellows must be able to withstand deformations that are both large and rapid, which increases their cost compared to the standard bellows of a device without sectioning function. The architecture of the apparatus therefore makes the sectioning function expensive.
[0005] Dans le document EP 1.005.058 est décrit un interrupteur sectionneur à vide. L'ampoule comporte une enveloppe, un contact fixe solidaire de l'enveloppe, et un contact mobile, entraîné par un mécanisme ayant trois positions indexées : fermé, ouvert et sectionné. L'ampoule est munie de deux écrans déflecteurs tubulaires coaxiaux qui se font face à distance et sont solidaires de l'enveloppe de l'ampoule. L'un des écrans entoure le contact fixe et fait saillie, par rapport au contact fixe, en direction de l'autre écran. En position de sectionnement, le contact mobile se rétracte à l'intérieur de l'écran correspondant, de sorte que les écrans assurent la tenue diélectrique de l'ampoule. L'ouverture des contacts est effectuée à grande vitesse entre la position fermée et la position d'ouverture, puis à plus faible vitesse entre la position d'ouverture et la position de sectionnement, ce qui permet de mettre en œuvre un mécanisme d'entraînement bon marché.In document EP 1,005,058, a vacuum disconnector switch is described. The bulb comprises an envelope, a fixed contact integral with the envelope, and a movable contact, driven by a mechanism having three indexed positions: closed, open and sectioned. The bulb is provided with two coaxial tubular deflector screens which face each other at a distance and are integral with the envelope of the bulb. One of the screens surrounds the fixed contact and projects, with respect to the fixed contact, towards the other screen. In the sectioning position, the movable contact retracts inside the corresponding screen, so that the screens ensure the dielectric strength of the bulb. The contacts are opened at high speed between the closed position and the open position, then at a lower speed between the open position and the cutting position, which makes it possible to implement a drive mechanism. cheap.
[0006] Ce dispositif a l'inconvénient d'exposer l'écran du contact fixe à l'arc durant la phase d'ouverture et la phase de fermeture, si celles-ci ont lieu sous tension. On assiste donc à une usure prématurée de l'écran du contact fixe.This device has the disadvantage of exposing the screen of the fixed contact to the arc during the opening phase and the closing phase, if these take place under voltage. There is therefore a premature wear of the screen of the fixed contact.
EXPOSE DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
[0007] L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un appareillage de coupure et de sectionnement assurant une tension de tenue sur la distance de sectionnement extrêmement élevée et stable sous vide, et mettant en œuvre un mécanisme simple et peu onéreux.The invention therefore aims to remedy the drawbacks of the state of the art, so as to propose a switchgear and disconnection apparatus ensuring a withstand voltage over the cutting distance extremely high and stable under vacuum, and putting using a simple and inexpensive mechanism.
[0008] A cet effet, l'invention a pour objet un appareillage électrique de coupure et de sectionnement comportant :To this end, the invention relates to an electrical switchgear and sectioning device comprising:
- un support fixe définissant un axe géométrique de référence, - une ampoule sous vide comportant une enceinte étanche renfermant : .- a fixed support defining a geometric reference axis, - a vacuum interrupter comprising a sealed enclosure containing:.
- un premier écran, fixe par rapport à l'enceinte,- a first screen, fixed relative to the enclosure,
- un deuxième écran, fixe par rapport à l'enceinte, le premier écran et le deuxième écran étant séparés l'un de l'autre par un espace inter-écrans délimité par deux plans géométriques perpendiculaires à l'axe géométrique de référence ;a second screen, fixed relative to the enclosure, the first screen and the second screen being separated from each other by an inter-screen space delimited by two geometric planes perpendicular to the geometric reference axis;
- un premier contact, fixe par rapport au support et relié à l'enceinte par un premier joint d'étanchéité déformable, le premier contact étant en liaison électrique avec le premier écran ; - un deuxième contact relié à l'enceinte par un deuxième joint d'étanchéité déformable, le deuxième contact étant en liaison électrique avec le deuxième écran et mobile en translation par rapport au support le long de l'axe géométrique de référence, entre une position de contact dans laquelle le deuxième contact est en contact avec le premier contact, le premier et le deuxième contact se trouvant dans l'espace inter-écrans, et une position de sectionnement, en passant par une position de coupure dans laquelle le premier et le deuxième contacts sont encore dans l'espace inter-écrans ; des moyens d'accouplement réalisant une liaison cinématique entre le deuxième contact et l'enceinte lorsque le deuxième contact se trouve entre une position intermédiaire d'accouplement et la position de sectionnement, de telle sorte que lorsque le deuxième contact se déplace entre la position intermédiaire d'accouplement et la position de sectionnement, il entraîne l'enceinte en translation de long de l'axe de référence, et que lorsque le deuxième contact est en position de sectionnement, le premier contact et le deuxième contact sont situés hors de l'espace inter-écrans, de part et d'autre de l'espace inter-écrans, la position intermédiaire d'accouplement étant située entre la position de coupure et la position de sectionnement.- A first contact, fixed relative to the support and connected to the enclosure by a first deformable seal, the first contact being in electrical connection with the first screen; - a second contact connected to the enclosure by a second deformable seal, the second contact being in electrical connection with the second screen and movable in translation relative to the support along the geometric reference axis, between a position contact in which the second contact is in contact with the first contact, the first and the second contact being in the inter-screen space, and a sectioning position, passing through a cut-off position in which the first and the second contacts are still in the inter-screen space; coupling means providing a kinematic connection between the second contact and the enclosure when the second contact is between an intermediate coupling position and the cutting position, so that when the second contact moves between the intermediate position coupling and the sectioning position, it drives the enclosure in translation along the reference axis, and that when the second contact is in the sectioning position, the first contact and the second contact are located outside the inter-screen space, on either side of the inter-screen space, the intermediate coupling position being located between the cut-off position and the sectioning position.
[0009] L'accouplement entre l'enceinte et l'électrode mobile permet d'utiliser un mécanisme conventionnel d'ampoule à simple mouvement. Entre la position fermée et la position d'accouplement, seul le contact mobile bouge, l'enceinte restant immobile. Ceci permet de minimiser la masse mobile entre les positions de contact et de coupure, donc l'énergie cinétique nécessaire durant l'ouverture et la fermeture. L'accouplement de l'enceinte au contact mobile est effectué entre la position ouverte et la position de sectionnement, dans une phase qui ne nécessite pas une grande vitesse de déplacement. Ceci permet de minimiser le coût du dispositif d'accouplement. De même, le premier soufflet ne travaille qu'entre la position d'accouplement et la position de sectionnenjent, de sorte qu'il est possible de réaliser l'étanchéité entre le premier contact et l'enceinte à faible coût.The coupling between the enclosure and the movable electrode allows the use of a conventional single movement bulb mechanism. Between the closed position and the coupling position, only the movable contact moves, the enclosure remaining stationary. This minimizes the moving mass between the contact and cut-off positions, therefore kinetic energy required during opening and closing. The enclosure is coupled to the movable contact between the open position and the sectioning position, in a phase which does not require a high speed of movement. This minimizes the cost of the coupling device. Likewise, the first bellows works only between the coupling position and the sectioning position, so that it is possible to seal between the first contact and the enclosure at low cost.
[0010] Préférentiellement, le premier contact et le deuxième contact en position de coupure sont sensiblement à égale distance et de part et d'autre d'un plan médian entre les deux plans géométriques délimitant l'espace inter-écrans. Le premier et le deuxième contacts ont alors des positions symétriques par rapport au plan médian.Preferably, the first contact and the second contact in the cut-off position are substantially at equal distance and on either side of a median plane between the two geometric planes delimiting the inter-screen space. The first and second contacts then have symmetrical positions relative to the median plane.
[0011] Selon un mode de réalisation particulièrement simple, les moyens d'accouplement comprennent une butée, assurant un mouvement solidaire de l'enceinte et du deuxième contact lorsque le deuxième contact se déplace entre la position intermédiaire d'accouplement et la position de sectionnement. Alternativement, on peut prévoir un accouplement progressif, mettant en œuvre une came par exemple, ou tout autres moyens assurant une transmission du mouvement à rapport de transmission variable.According to a particularly simple embodiment, the coupling means comprise a stop, ensuring an integral movement of the enclosure and the second contact when the second contact moves between the intermediate coupling position and the sectioning position . Alternatively, a progressive coupling can be provided, using a cam for example, or any other means ensuring transmission of the movement with variable transmission ratio.
[0012] Préférentiellement, l'appareillage comporte en outre un mécanisme d'entraînement du deuxième contact par rapport au support, pour déplacer brusquement le deuxième contact entre la position de contact et la position de coupure et pour déplacer lentement le deuxième contact entre la position de coupure et la position de sectionnement, le mécanisme d'entraînement étant monté sur le support . Le mécanisme permet un déplacement rapide du contact mobile sur la partie de la course où un mouvement rapide est requis, pour limiter la durée de vie d'un arc électrique entre les contacts. Dans les phases de déplacement entre position de coupure et position de sectionnement, le mouvement est plus lent, ce qui permet de limiter la puissance du mécanisme, mais surtout de préserver le premier soufflet de l'ampoule et l'accouplement. La fiabilité et la durée de vie de l'installation s'en trouvent accrues. [0013] Avantageusement, le mécanisme d'entraînement impose un arrêt du deuxième contact dans la position de coupure, lorsque le deuxième contact passe de la position de contact à la position de sectionnement. Ainsi, même si l'arc électrique établi au moment de la séparation des contacts a une durée de vie longue, de l'ordre de 20 millisecondes, on est assuré que l'arc sera en tout cas éteint lorsque débutera la phase de sectionnement.Preferably, the apparatus further comprises a mechanism for driving the second contact relative to the support, for suddenly moving the second contact between the contact position and the cut-off position and for slowly moving the second contact between the position cut-off position and the sectioning position, the drive mechanism being mounted on the support. The mechanism allows rapid movement of the movable contact over the part of the stroke where rapid movement is required, to limit the life of an electric arc between the contacts. In the phases of displacement between cut position and sectioning position, the movement is slower, which makes it possible to limit the power of the mechanism, but above all to preserve the first bellows of the bulb and the coupling. The reliability and the service life of the installation are thereby increased. Advantageously, the drive mechanism imposes a stop of the second contact in the cut-off position, when the second contact passes from the contact position to the cutting position. Thus, even if the electric arc established at the time of the separation of the contacts has a long service life, of the order of 20 milliseconds, it is ensured that the arc will in any case be extinguished when the sectioning phase begins.
[0014] Avantageusement, le mécanisme d'entraînement comporte au moins un accumulateur d'énergie d'ouverture, le déplacement du deuxième contact de la position de contact à la position de coupure étant obtenu par décharge brusque de l' accumulateur d'énergie d'ouverture . L'accumulateur d'énergie assure une durée d'ouverture courte. Lorsque le deuxième contact arrive en position de coupure, l'accumulateur est avantageusement complètement déchargé. Selon un mode de réalisation, l'accumulateur d'énergie d'ouverture comporte un ressort d'accumulation .Advantageously, the drive mechanism comprises at least one opening energy accumulator, the displacement of the second contact from the contact position to the cut-off position being obtained by sudden discharge of the energy accumulator d 'opening . The energy accumulator ensures a short opening time. When the second contact arrives in the cut-off position, the accumulator is advantageously completely discharged. According to one embodiment, the opening energy accumulator comprises an accumulation spring.
[0015] Avantageusement, le mécanisme d'entraînement comporte au moins un accumulateur d'énergie de fermeture, le déplacement du deuxième contact de la position de coupure à la position de contact étant obtenu par décharge brusque de l'accumulateur d'énergie de fermeture . L'accumulateur d'énergie assure une durée de fermeture courte, nécessaire pour autoriser les fermetures sur défaut électrique. Selon un mode de réalisation, l'accumulateur d'énergie de fermeture comporte un ressort d'accumulation . L'accumulateur d'énergie d'ouverture et l'accumulateur d'énergie de fermeture peuvent être distincts, de manière à permettre par exemple des cycles fermeture -ouverture rapides. Le mécanisme peut être étage, la détente de l'accumulateur de fermeture assurant l'armement de l'accumulateur d'ouverture, pour assurer des cycles ouverture - fermeture — ouverture rapides. Un mécanisme de ce type est décrit par exemple dans le document EP 222 645. L'inverse est également envisageable, la décharge de l'accumulateur d'ouverture assurant l'armement de l'accumulateur de fermeture.Advantageously, the drive mechanism comprises at least one closing energy accumulator, the displacement of the second contact from the cut-off position to the contact position being obtained by sudden discharge of the closing energy accumulator. . The energy accumulator ensures a short closing time, necessary to authorize closings on electrical faults. According to one embodiment, the closing energy accumulator comprises an accumulation spring. The opening energy accumulator and the closing energy accumulator can be separate, so as to allow, for example, fast closing-opening cycles. The mechanism can be stepped, the expansion of the closing accumulator ensuring the arming of the opening accumulator, to ensure rapid opening - closing - opening cycles. A mechanism of this type is described for example in document EP 222 645. The reverse is also possible, the discharge of the opening accumulator ensuring the arming of the closing accumulator.
[0016] Alternativement, et selon un mode de réalisation particulièrement simple, le déplacement du deuxième contact de la position de coupure à la position de contact est obtenu par décharge brusque de l'accumulateur d'énergie d'ouverture . L'accumulateur d'énergie est alors bistable, et passe par un point mort haut correspondant à l'état chargé. [0017] Avantageusement, le mécanisme d'entraînement comporteAlternatively, and according to a particularly simple embodiment, the displacement of the second contact from the cut-off position to the contact position is obtained by sudden discharge of the opening energy accumulator. The energy accumulator is then bistable, and passes through a top dead center corresponding to the charged state. Advantageously, the drive mechanism comprises
- un organe de manœuvre et- an operating device and
- un moyen d'embrayage de l'organe de manœuvre pour assurer une liaison cinématique entre l'organe de manœuvre et le deuxième contact permettant d'entraîner le deuxième contact entre la position de coupure et la position de sectionnement, le moyen d'embrayage étant débrayé lorsque le deuxième contact se trouve entre la position de coupure et la position de contact.a means for clutching the operating member to ensure a kinematic connection between the operating member and the second contact making it possible to drive the second contact between the cut-off position and the sectioning position, the clutch means being disengaged when the second contact is between the cut-off position and the contact position.
[0018] L'organe de manœuvre peut être un simple levier ou une manivelle. Il peut être éventuellement motorisé, ou assisté par un moteur.The actuator can be a simple lever or a crank. It can be optionally motorized, or assisted by a motor.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0019] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés sur lesquels :Other advantages and characteristics will emerge more clearly from the description which follows of a particular embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example, and represented in the appended drawings in which:
- la figure 1 représente un appareillage selon l'invention, dans un état fermé, désarmé ;- Figure 1 shows an apparatus according to the invention, in a closed, disarmed state;
- la figure 2 représente l'appareillage de la figure 1 , dans un état fermé, armé ; la figure 3 représente l'appareillage de la figure 1, dans un état ouvert, désarmé ; la figure 4 représente l'appareillage de la figure 1, dans un état ouvert, désarmé, avec indication de la manœuvre préalable au passage dans un état sectionné ; - la figure 5 représente l'appareillage de la figure 1, dans un état intermédiaire transitoire entre l'état ouvert désarmé et un état sectionné ;- Figure 2 shows the apparatus of Figure 1, in a closed, armed state; Figure 3 shows the apparatus of Figure 1, in an open, disarmed state; FIG. 4 represents the apparatus of FIG. 1, in an open, disarmed state, with indication of the maneuver prior to passing into a sectioned state; - Figure 5 shows the apparatus of Figure 1, in a transient intermediate state between the disarmed open state and a severed state;
- la figure 6 représente l'appareillage de la figure 1, dans l'état sectionné ;- Figure 6 shows the apparatus of Figure 1, in the sectioned state;
- la figure 7 représente l'appareillage de la figure 1, dans un état ouvert, désarmé, avec indication de la manœuvre préalable au réarmement ; - la figure 8 représente l'appareillage de la figure 1, dans un état ouvert, armé.- Figure 7 shows the apparatus of Figure 1, in an open, disarmed state, with indication of the maneuver prior to resetting; - Figure 8 shows the apparatus of Figure 1, in an open, armed state.
- la figure 9 représente une ampoule sous vide de l'appareillage de la figure 1, en position de contact, correspondant aux états de l'appareillage représentés sur les figures 1 et 2 ;- Figure 9 shows a vacuum interrupter of the apparatus of Figure 1, in the contact position, corresponding to the states of the apparatus shown in Figures 1 and 2;
- la figure 10 représente l'ampoule sous vide en position de coupure, correspondant aux figures 3 et 4, 7 et 8 ; - la figure 11 représente l'ampoule sous vide en position intermédiaire transitoire entre la position de coupure et la position de sectionnement, correspondant à la figure 5 ;- Figure 10 shows the vacuum interrupter in the cut-off position, corresponding to Figures 3 and 4, 7 and 8; - Figure 11 shows the vacuum interrupter in a transient intermediate position between the cut-off position and the sectioning position, corresponding to Figure 5;
- la figure 12 représente l'ampoule sous vide en position de sectionnement, correspondant à la figure 6.FIG. 12 represents the vacuum interrupter in the sectioning position, corresponding to FIG. 6.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT
[0020] En référence aux figures 1 à 8, un interrupteur-sectionneur ou un disjoncteur- sectionneur haute tension 10 comporte au moins une ampoule sous vide 12 et son mécanisme d'entraînement 14, fixés à un châssis de support 16.With reference to FIGS. 1 to 8, a high-voltage switch-disconnector or a circuit-breaker-disconnector 10 comprises at least one vacuum interrupter 12 and its drive mechanism 14, fixed to a support frame 16.
[0021] Les détails de l'ampoule sous vide 12 sont visibles sur les figures 9 à 12. Une enceinte à vide 18 est constituée par un corps cylindrique en céramique 20 en deux parties, définissant un axe géométrique de référence 22 situé dans le plan des figures, et refermé à ses extrémités par deux fonds métalliques 24, 26. Chaque fond 24, resp. 26 est prolongé à l'intérieur de l'enceinte par un écran tubulaire métallique 28, resp. 30 formant une surface de révolution autour de l'axe géométrique de référence 22. L'extrémité libre de chaque écran 28, resp. 30 est conformée en bourrelet 32, resp. 34 et l'on peut définir un plan géométrique 36, resp. 38 tangent au bourrelet et perpendiculaire à l'axe géométrique. Les deux écrans 28, 30 sont distants l'un de l'autre, et séparés par un espace inter-écrans 40 délimité par les plans tangents 36, 38. Les plans tangents 36, 38 sont équidistants d'un plan géométrique médian 42 de l'ampoule, également perpendiculaire à l'axe 22. L'espace inter-écrans est entouré par un écran métallique médian 44 à potentiel flottant essentiellement cylindrique. Cet écran médian 44 est situé radialement à l'extérieur des écrans 28, 30, et a une hauteur permettant un recouvrement axial partiel avec les écrans 28, 30.The details of the vacuum interrupter 12 are visible in Figures 9 to 12. A vacuum enclosure 18 is constituted by a cylindrical ceramic body 20 in two parts, defining a geometric reference axis 22 located in the plane of the figures, and closed at its ends by two metallic bottoms 24, 26. Each bottom 24, resp. 26 is extended inside the enclosure by a metallic tubular screen 28, resp. 30 forming a surface of revolution around the geometric reference axis 22. The free end of each screen 28, resp. 30 is shaped as a bead 32, resp. 34 and one can define a geometric plane 36, resp. 38 tangent to the bead and perpendicular to the geometric axis. The two screens 28, 30 are distant from each other, and separated by an inter-screen space 40 delimited by the tangent planes 36, 38. The tangent planes 36, 38 are equidistant from a median geometric plane 42 of the bulb, also perpendicular to the axis 22. The inter-screen space is surrounded by a median metal screen 44 with essentially cylindrical floating potential. This median screen 44 is located radially outside the screens 28, 30, and has a height allowing partial axial overlap with the screens 28, 30.
[0022] L'écran déflecteur 28 entoure une électrode fixe 50 constituée par un barreau métallique disposé le long de l'axe de référence 22, et portant à une extrémité située à l'intérieur de l'enceinte un contact fixe 52. L'électrode métallique 50 comporte une extrémité située à l'extérieur de l'enceinte, destinée à la fixation mécanique de l'ampoule par rapport au châssis 16 de l'appareillage et la liaison électrique entre l'électrode 50 et un circuit électrique extérieur. Un palier axial lisse 56 assure un guidage axial entre le fond 24 et l'électrode 50. Un soufflet métallique 58 assure une liaison déformable étanche entre le fond 24 et l'électrode 50.The deflector screen 28 surrounds a fixed electrode 50 constituted by a metal bar disposed along the reference axis 22, and carrying at one end located inside the enclosure a fixed contact 52. L ' metal electrode 50 has one end located outside the enclosure, intended for the mechanical fixing of the bulb relative to the chassis 16 of the apparatus and the electrical connection between the electrode 50 and an external electrical circuit. A smooth axial bearing 56 provides axial guidance between the bottom 24 and the electrode 50. A metal bellows 58 provides a sealed deformable connection between the bottom 24 and the electrode 50.
[0023] L'écran déflecteur 30 entoure une électrode mobile 60 constituée, comme l'électrode fixe 50, par un barreau métallique disposé le long de l'axe de référence 22, et portant à une extrémité située à l'intérieur de l'enceinte un contact mobile 62. L'électrode métallique 60 comporte une extrémité située à l'extérieur de l'enceinte, destinée d'une part à la liaison électrique entre l'électrode 60 et un circuit électrique extérieur, et d'autre part à la liaison cinématique avec le mécanisme d'entraînement 14. Cette extrémité forme également un épaulement permettant le montage d'un disque d'accouplement 64 fixe en translation par rapport à l'électrode 60, et de préférence libre en rotation par rapport à l'électrode 60, de manière à ne pas lui transmettre de contraintes en torsion. Le disque 64 est muni d'un alésage 66 permettant le passage d'un goujon 68 soudé par une extrémité au fond 26 et portant à son extrémité libre une tête 70 formant butée axiale. Un ressort de compression 72 tend à écarter l'un de l'autre le disque 64 et le fond 26 de l'enceinte 18. Le disque 64, le goujon 68 et le ressort 72 forment ensemble un accouplement 74 entre l'enceinte 18 et l'électrode 60. Un palier axial lisse 76 assure un guidage axial entre le fond 26 et l'électrode 60. Un soufflet métallique 78 assure une liaison déformable étanche entre le fond et l'électrode.The deflector screen 30 surrounds a movable electrode 60 formed, like the fixed electrode 50, by a metal bar disposed along the reference axis 22, and bearing at one end situated inside the enclosure a movable contact 62. The metal electrode 60 has one end situated outside the enclosure, intended firstly for the electrical connection between the electrode 60 and an external electrical circuit, and secondly for the kinematic connection with the drive mechanism 14. This end also forms a shoulder allowing the mounting of a coupling disc 64 fixed in translation relative to the electrode 60, and preferably free in rotation relative to the electrode 60, so as not to transmit torsional stresses thereto. The disc 64 is provided with a bore 66 allowing the passage of a stud 68 welded by one end to the bottom 26 and carrying at its free end a head 70 forming an axial stop. A compression spring 72 tends to separate the disc 64 and the bottom 26 of the enclosure from one another. The disc 64, the stud 68 and the spring 72 together form a coupling 74 between the enclosure 18 and the electrode 60. A smooth axial bearing 76 provides axial guidance between the bottom 26 and the electrode 60. A metal bellows 78 ensures a deformable sealed connection between the bottom and the electrode.
[0024] Le mécanisme d'entraînement du disjoncteur se décompose en trois sous-ensembles interagissant les uns avec les autres : un sous-ensemble moteur 80 bistable, un sous- ensemble de transmission 82 et un sous-ensemble multifonctions de commande et de réarmement 84. Ces trois sous-ensembles ont un axe commun de rotation 86, fixe par rapport au support 16, perpendiculaire au plan des figures et coupant l'axe géométrique de référence 22.The circuit breaker drive mechanism is broken down into three sub-assemblies interacting with each other: a bistable motor sub-assembly 80, a transmission sub-assembly 82 and a multifunction control and reset sub-assembly 84. These three sub-assemblies have a common axis of rotation 86, fixed relative to the support 16, perpendicular to the plane of the figures and intersecting the geometric reference axis 22.
[0025] Le sous-ensemble moteur 80 met en œuvre un accumulateur d'énergie 88 télescopique à ressort de compression 90, articulé autour d'un pivot 92 fixe par rapport au support 16, ainsi qu'une fourchette 94 à deux branches 94A et 94B, pivotant autour de l'axe 86 et articulée à l'accumulateur 88 par l'intermédiaire d'un pivot 96. Le ressort 90 tend à déployer l'accumulateur télescopique de sorte que ce dernier oscille entre deux positions stables représentées respectivement sur les figures 1 d'une part et 3 à 7 de l'autre, dans lesquelles l'accumulateur d'énergie 88 atteint une position d'extension maximale matérialisée par une butée 98 entre les éléments télescopiques.The motor sub-assembly 80 implements a telescopic energy accumulator 88 with compression spring 90, articulated around a pivot 92 fixed relative to the support 16, as well as a fork 94 with two branches 94A and 94B, pivoting about the axis 86 and articulated to the accumulator 88 by means of a pivot 96. The spring 90 tends to deploy the telescopic accumulator so that the latter oscillates between two stable positions shown respectively on the Figures 1 on the one hand and 3 to 7 on the other, in which the energy accumulator 88 reaches a position of maximum extension embodied by a stop 98 between the telescopic elements.
[0026] Le sous-ensemble de transmission 82 est formé par un couple bielle 100, manivelle 102 prolongé par un accouplement axial télescopique de pression de contact 104 à ressort 106, qui assure la liaison avec l'électrode mobile 60. La manivelle 102 pivote autour de l'axe 86 et est solidaire d'un disque 108, muni d'un sabot 110 coopérant avec deux butées de fin de course 112, 114 fixes par rapport au châssis 16 de l'appareillage. La manivelle 102 est reliée à la bielle 100 par l'intermédiaire d'un axe de transmission 116, dont le mouvement oscillant est limité par les branches 94A, 94B de la fourchette 94, qui font office de butées. La liaison télescopique 104 coulisse dans un palier axial 118 supporté par le châssis 16 et assurant le guidage en translation de la liaison télescopique 104 et de l'électrode mobile 60 le long de l'axe 22. Le ressort 104 de compression tend à déployer l'accouplement télescopique.The transmission sub-assembly 82 is formed by a pair of connecting rod 100, crank 102 extended by a telescopic axial coupling of contact pressure 104 with spring 106, which provides the connection with the movable electrode 60. The crank 102 pivots around the axis 86 and is integral with a disc 108, provided with a shoe 110 cooperating with two end of travel stops 112, 114 fixed relative to the chassis 16 of the apparatus. The crank 102 is connected to the connecting rod 100 by means of a transmission axis 116, the oscillating movement of which is limited by the arms 94A, 94B of the fork 94, which act as stops. The telescopic link 104 slides in an axial bearing 118 supported by the chassis 16 and guiding in translation the telescopic link 104 and the movable electrode 60 along the axis 22. The compression spring 104 tends to deploy the 'telescopic coupling.
[0027] Le sous-ensemble multifonctions 84 de commande et de réarmement comporte un demi-disque 120 pivotant autour de l'axe 86, muni de deux butées 122, 124 coopérant avec la fourchette 94, et pourvu d'un fourreau cylindrique 126 constituant un guidage axial pour un levier de manœuvre 128 le long d'un axe 130. Le levier de manœuvre 128 est muni d'une poignée 132 à l'une de ses extrémités, et d'un picot 134 à l'extrémité opposée, coopérant avec une gorge 136 pratiquée dans le sabot 110 solidaire du disque.The multifunctional control and resetting sub-assembly 84 comprises a half-disc 120 pivoting about the axis 86, provided with two stops 122, 124 cooperating with the fork 94, and provided with a cylindrical sheath 126 constituting an axial guide for an operating lever 128 along an axis 130. The operating lever 128 is provided with a handle 132 at one of its ends, and a pin 134 at the opposite end, cooperating with a groove 136 formed in the shoe 110 secured to the disc.
[0028] On décrit ci-après un cycle de fonctionnement de l'appareillage.We describe below an operating cycle of the apparatus.
[0029] Dans l'état fermé, désarmé représenté sur les figures 1 et 9, l'appareillage permet de conduire le courant entre les électrodes 50, 60 qui sont en position de contact. L'axe de transmission 116 de la liaison bielle manivelle 100, 102 se trouve à gauche du plan défini par l'axe géométrique 22 et l'axe de rotation 86. Le ressort de pression de contact 106 est partiellement bandé et tend à entraîner l'axe 116 et le disque 108 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Toutefois, le sabot 110 repose sur la butée 112 qui empêche la rotation du disque 108. L'accumulateur d'énergie 88 est dans sa position d'extension maximale limitée par la butée 98. Le ressort d'accumulation d'énergie 90 est déchargé, mais retient la fourchette 94 dans la position de la figure 1. Le mécanisme est dans un état stable.In the closed, disarmed state shown in Figures 1 and 9, the apparatus makes it possible to conduct the current between the electrodes 50, 60 which are in the contact position. The transmission axis 116 of the crank connecting rod connection 100, 102 is to the left of the plane defined by the geometric axis 22 and the axis of rotation 86. The contact pressure spring 106 is partially bandaged and tends to drive the axis 116 and the disc 108 counterclockwise. However, the shoe 110 rests on the stop 112 which prevents the rotation of the disc 108. The energy accumulator 88 is in its position of maximum extension limited by the stop 98. The energy storage spring 90 is discharged , but retains the fork 94 in the position of Figure 1. The mechanism is in a stable state.
[0030] Comme le montre la figure 9, les contacts 52, 62 sont situés dans l'espace interécrans 40. On peut définir un plan de contact, perpendiculaire à l'axe, situé entre les plans frontaux 36, 38 des deux écrans 28, 30, plus proche de l'écran 28 de l'électrode fixe 50 que de l'écran 30 de l'électrode mobile.As shown in Figure 9, the contacts 52, 62 are located in the inter-screen space 40. We can define a contact plane, perpendicular to the axis, located between the front planes 36, 38 of the two screens 28 , 30, closer to the screen 28 of the fixed electrode 50 than to the screen 30 of the mobile electrode.
[0031] Pour ouvrir l'appareillage, l'opérateur manœuvre le levier de manœuvre 128 dans le sens horaire jusqu'à la position représentée sur la figure 2. Dans sa rotation, le demi-disque 120 solidaire du levier 128, entraîne la fourchette 94 par l'intermédiaire de la butée 122, ce qui a pour effet de rétracter l'accumulateur télescopique 88 et de charger le ressort 90 de l'accumulateur 88. Dans les derniers degrés de rotation avant d'atteindre la position de la figure 2, la branche gauche 94A de la fourchette entre en contact avec l'axe de transmission 116 et commence à ramener la liaison bielle manivelle 100, 102 vers son point mort haut dans l'alignement avec l'axe 22, en comprimant l'accouplement télescopique 104. La position de la figure 2 est une position doublement instable, puisqu'elle comporte d'une part un alignement instable de la liaison bielle manivelle 100, 102 le long de l'axe de translation 22, et d'autre part un alignement de la bielle télescopique 88 avec l'axe de rotation 86 de la fourchette 94. Dès que le levier de manœuvre 128 dépasse la position de la figure 2 dans le sens horaire, le ressort 90 de l'accumulateur d'énergie 88 se détend de manière impulsive, entraînant la fourchette 94 jusqu'à la position de la figure 3. La branche gauche 94 A de la fourchette entraîne l'axe de transmission 116, et avec lui le sous- ensemble de transmission 82, qui provoque une translation de l'électrode mobile 60 jusqu'à la position de coupure représentée sur la figure 10. Dans cette position, les contacts 52, 62 se trouvent encore dans l'espace inter-écrans, et sont approximativement à égale distance du plan médian 42. Si les électrodes 50, 60 était traversées par un courant au moment de l'ouverture, un arc est né entre les contacts 52, 62 . La distance entre les contacts 52, 62 dans la position de coupure de la figure 10 est suffisante pour provoquer l'extinction définitive de l'arc électrique. Dans la position de coupure, les contacts restent en saillie l'un vers l'autre par rapport aux écrans 28, 30. On est ainsi assuré que l'arc électrique ne migrera pas sur les écrans 28, 30 et que l'état de surface des bourrelets 32, 34 restera parfait.To open the device, the operator operates the operating lever 128 clockwise to the position shown in Figure 2. In its rotation, the half-disc 120 secured to the lever 128, drives the fork 94 by means of the stop 122, which has the effect of retracting the telescopic accumulator 88 and of loading the spring 90 of the accumulator 88. In the last degrees of rotation before reaching the position of FIG. 2 , the left branch 94A of the fork comes into contact with the transmission axis 116 and begins to bring the link crank rod 100, 102 towards its top dead center in alignment with the axis 22, by compressing the telescopic coupling 104. The position of FIG. 2 is a doubly unstable position, since it comprises on the one hand an unstable alignment of the crank connecting rod connection 100, 102 along the axis of translation 22, and on the other hand an alignment of the telescopic rod 88 with the axis of rotation 86 of the fork 94. As soon as the operating lever 128 exceeds the position of FIG. 2 in a clockwise direction, the spring 90 of the energy accumulator 88 expands impulsively, driving the fork 94 to the position in FIG. 3. The left branch 94 A of the fork drives the transmission axis 116, and with it the transmission sub-assembly 82, which causes the mobile electrode 60 to translate up to at the cut-off position shown in FIG. 10. In this position, the contacts 52, 62 are still in the inter-screen space, and are approximately equidistant from the median plane 42. If the electrodes 50, 60 were crossed by a current at the time of opening, an arc was born between the contacts 52, 62. The distance between the contacts 52, 62 in the cut-off position of FIG. 10 is sufficient to cause the final extinction of the electric arc. In the cut-off position, the contacts protrude towards each other relative to the screens 28, 30. It is thus ensured that the arc electric will not migrate on the screens 28, 30 and that the surface condition of the beads 32, 34 will remain perfect.
[0032] L'état ouvert désarmé représenté sur les figures 3 et 10 est stable. Le ressort 90 de l'accumulateur d'énergie est déchargé, le ressort 106 de l'accouplement télescopique est également déchargé.The disarmed open state shown in Figures 3 and 10 is stable. The spring 90 of the energy accumulator is discharged, the spring 106 of the telescopic coupling is also discharged.
[0033] Il est possible d'écarter davantage l'un de l'autre les contacts, de manière < à atteindre une position de sectionnement. Pour ce faire, il est nécessaire dans un premier temps d'accoupler le levier de manœuvre 128 au disque 108 en tournant le levier autour de son axe longitudinal 130 comme indiqué par la flèche sur la figure 4, de manière à faire pénétrer le picot 134 dans la gorge 136. Dans un deuxième temps, il suffit de faire pivoter le levier de manœuvre 128 dans le sens horaire autour de l'axe 86, pour entraîner le disque 108 et avec lui l'axe de transmission 116 de la position représentée sur la figure 4 à celle représentée sur la figure 6, en passant de manière fugitive par la position transitoire représentée sur la figure 5.It is possible to further separate the contacts from one another, so as <to reach a sectioning position. To do this, it is first necessary to couple the operating lever 128 to the disc 108 by turning the lever around its longitudinal axis 130 as indicated by the arrow in Figure 4, so as to penetrate the pin 134 in the groove 136. In a second step, it suffices to rotate the operating lever 128 clockwise around the axis 86, to drive the disc 108 and with it the transmission axis 116 from the position shown on FIG. 4 to that shown in FIG. 6, passing fleetingly through the transient position represented in FIG. 5.
[0034] Entre les positions des figures 4 et 5, le sous-ensemble de transmission 82 entraîne exclusivement l'électrode mobile 60. L'enceinte 18 reste fixe par rapport à l'électrode fixe 50 et au châssis 16, car elle est rappelée par le ressort 72. En arrivant dans la position des figures 5 et 11, la tête 70 entre en butée contre le disque 64, formant un accouplement entre l'électrode mobile 60 et l'enceinte 18. Dans cette position, le contact mobile 62 se trouve en retrait par rapport au deuxième écran 30, à l'extérieur de l'espace inter-écrans 40. En poursuivant le pivotement du levier de manœuvre 128 dans le sens horaire, on entraîne le mécanisme 14 jusqu'à une position de sectionnement représentée sur la figure 6 où le sabot 110 se trouve arrêté par la butée 114. Durant cette dernière partie de la course, le sous- ensemble de transmission 82 entraîne solidairement l'électrode 60 et l'enceinte 18, jusqu'à ce que soit atteinte la position de sectionnement représentée sur la figure 12. La position relative de l'électrode mobile 60 et du deuxième écran 30 reste donc inchangée par rapport à la position intermédiaire de la figure 11, et c'est l'ensemble de l'enceinte 18, y compris les écrans 28, 30 et l'électrode mobile 60 qui se déplace à l'unisson par rapport à l'électrode fixe 50 solidaire du châssis 16 de l'appareillage. Dans la position de sectionnement, le contact fixe 52 se retrouve en retrait par rapport au premier écran 28, à l'extérieur de l'espace inter-écrans 40.Between the positions of Figures 4 and 5, the transmission sub-assembly 82 exclusively drives the mobile electrode 60. The enclosure 18 remains fixed relative to the fixed electrode 50 and to the chassis 16, because it is recalled by the spring 72. When arriving in the position of FIGS. 5 and 11, the head 70 comes into abutment against the disc 64, forming a coupling between the mobile electrode 60 and the enclosure 18. In this position, the mobile contact 62 is set back relative to the second screen 30, outside the inter-screen space 40. By continuing to pivot the operating lever 128 clockwise, the mechanism 14 is driven to a sectioning position shown in Figure 6 where the shoe 110 is stopped by the stop 114. During this last part of the race, the transmission sub-assembly 82 integrally drives the electrode 60 and the enclosure 18, until is reached the re isolation position presented in FIG. 12. The relative position of the mobile electrode 60 and of the second screen 30 therefore remains unchanged with respect to the intermediate position of FIG. 11, and this is the whole of the enclosure 18, including the screens 28, 30 and the mobile electrode 60 which moves in unison with respect to the fixed electrode 50 secured to the chassis 16 of the apparatus. In the position of sectioning, the fixed contact 52 is set back relative to the first screen 28, outside the inter-screen space 40.
[0035] Dans cette position, les contacts 52, 62 sont plus éloignés l'un de l'autre que dans la position de coupure, ce qui permet de diminuer la contrainte diélectrique. Plus important, les contacts 52, 62 sont de part et d'autre de l'espace inter-écrans 40, dans des zones protégées du point de vue diélectrique par les écrans 28, 30 qui ont fonction de déflecteur de lignes de champ. Seuls les écrans 28, 30 sont soumis à un champ élevé, ce qui ne pose pas de problème dans la mesure où leur état de surface a été préservé lors de la coupure.In this position, the contacts 52, 62 are more distant from each other than in the cut position, which reduces the dielectric stress. More importantly, the contacts 52, 62 are on either side of the inter-screen space 40, in areas protected from the dielectric point of view by the screens 28, 30 which function as deflectors of field lines. Only the screens 28, 30 are subjected to a high field, which does not pose a problem insofar as their surface condition was preserved during the cut.
[0036] La fermeture de l'appareil se fait également en deux étapes. Dans un premier temps, l'opérateur fait pivoter le levier de manœuvre 128 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à atteindre l'état ouvert désarmé précédemment décrit. Il dégage alors le picot du sabot par un mouvement de rotation de la poignée comme indiqué par la flèche sur la figure 7, de manière à désaccoupler le levier de manœuvre 128 et l'étage de transmission 82. La butée 124 du demi disque se trouve alors au contact de la fourchette 94. L'opérateur peut alors manœuvrer de nouveau le levier 128 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de l'axe 86, pour passer de la position de la figure 7 à celle de la figure 8. Durant ce mouvement, le sous-ensemble de transmission 82 n'est plus entraîné et reste immobile, alors que le sous-ensemble moteur est entraîné, provoquant la compression du ressort 90 de l'accumulateur d'énergie 88. La branche droite 94B de la fourchette se retrouve en appui contre l'axe de transmission 116 du sous-ensemble de transmission 82. L'état ouvert armé de la figure 8 est instable, et dès que l'opérateur pivote le levier de manœuvre 128 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre au-delà de la position représentée, l'alignement entre la fourchette 94 et l'accumulateur 88 se brise, provoquant la détente impulsionnelle du ressort 90 de l'accumulateur d'énergie 88 et le pivotement de la fourchette 94 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ramenant rapidement l'appareillage dans l'état fermé, désarmé de la figure 1, où le disque 108 se trouve arrêté par la butée 112.The closing of the device is also done in two stages. Initially, the operator rotates the operating lever 128 anticlockwise until reaching the disarmed open state described above. It then releases the pin from the hoof by a rotation movement of the handle as indicated by the arrow in FIG. 7, so as to decouple the operating lever 128 and the transmission stage 82. The stop 124 of the half disc is located then in contact with the fork 94. The operator can then again maneuver the lever 128 anti-clockwise around the axis 86, to pass from the position of FIG. 7 to that of the FIG. 8. During this movement, the transmission sub-assembly 82 is no longer driven and remains stationary, while the engine sub-assembly is driven, causing the compression of the spring 90 of the energy accumulator 88. The straight branch 94B of the fork finds itself in abutment against the transmission axis 116 of the transmission sub-assembly 82. The armed open state of FIG. 8 is unstable, and as soon as the operator pivots the operating lever 128 in the direction counter clockwise in the position shown, the alignment between the fork 94 and the accumulator 88 breaks, causing the pulsed relaxation of the spring 90 of the energy accumulator 88 and the pivoting of the fork 94 in the counterclockwise direction d 'A watch, quickly returning the apparatus to the closed, disarmed state of Figure 1, where the disc 108 is stopped by the stop 112.
[0037] La fermeture de l'ampoule est donc, comme l'ouverture, extrêmement rapide, ce qui permet d'éviter un endommagement des contacts lors de leur rapprochement si les pièces sont sous tension. [0038] Naturellement, diverses modifications sont possibles.The closure of the bulb is therefore, like the opening, extremely rapid, which avoids damage to the contacts when they are brought together if the parts are energized. Naturally, various modifications are possible.
[0039] Il peut être préférable que l'état armé du sous-ensemble moteur soit atteint avant que le sous-ensemble de transmission n'atteigne son point mort, de sorte que l'on soit assuré qu'au moment où le point mort haut est dépassé, l'accumulateur d'énergie a déjà entamé sa détente impulsive vers la position ouverte.It may be preferable that the armed state of the engine sub-assembly is reached before the transmission sub-assembly reaches its neutral position, so that we can be sure that when the neutral position high is exceeded, the energy accumulator has already started its impulsive expansion towards the open position.
[0040] Le sous-ensemble de commande et de réarmement peut être motorisé, notamment dans les phases de réarmement du ressort de l'accumulateur d'énergie. Plus généralement, le mécanisme d'entraînement peut être de tout type assurant un déplacement rapide dans les phases d'ouverture et de fermeture, et un mouvement lent entre les positions d'ouverture et de sectionnement. De préférence, le mécanisme garantira une possibilité d'arrêt dans la position ouverte, ou tout au moins un temps d'arrêt, de manière à assurer l'extinction des arcs avant le déplacement vers la position de sectionnement.The control and reset sub-assembly can be motorized, in particular in the rearming phases of the spring of the energy accumulator. More generally, the drive mechanism can be of any type ensuring rapid movement in the opening and closing phases, and a slow movement between the opening and cutting positions. Preferably, the mechanism will guarantee a possibility of stopping in the open position, or at least a stopping time, so as to ensure the extinction of the arcs before moving to the sectioning position.
[0041] Dans l'exemple de réalisation, l'écran 28 est au potentiel de l'électrode fixe 50 alors que l'écran 30 est au potentiel de l'électrode mobile 60. Toutefois, il est possible de prévoir une connexion électrique capacitive ou résistive entre chaque écran et l'électrode correspondante.In the embodiment, the screen 28 is at the potential of the fixed electrode 50 while the screen 30 is at the potential of the mobile electrode 60. However, it is possible to provide a capacitive electrical connection or resistive between each screen and the corresponding electrode.
[0042] Naturellement, on pourra également prévoir une surcourse de mise à la terre de l'électrode mobile 60, au-delà de la position représentée sur la figure 6, ce qui revient à donner à l'électrode mobile une quatrième position indexée.Naturally, it is also possible to provide an overtravel for earthing the mobile electrode 60, beyond the position shown in FIG. 6, which amounts to giving the mobile electrode a fourth indexed position.
[0043] L'exemple de réalisation concerne la haute tension. L'invention est toutefois également applicable en basse tension.The embodiment relates to high voltage. The invention is however also applicable in low voltage.
[0044] Le support fixe 16 constitue un support de référence pour l'ampoule et le mécanisme. Toutefois, il peut être lui-même mobile par rapport à d'autres éléments de l'installation électrique dans laquelle est intégré l'appareillage. En particulier, il peut être constitué par un châssis d'un chariot roulant embrochable dans un jeu de barre. The fixed support 16 constitutes a reference support for the bulb and the mechanism. However, it can itself be movable relative to other elements of the electrical installation in which the apparatus is integrated. In particular, it can be constituted by a chassis of a rolling cart pluggable into a busbar.

Claims

REVENDICATIONS
pareillage électrique de coupure et de sectionnement (10) comportant :electrical cut-off and sectioning switchgear (10) comprising:
- un support fixe (16) définissant un axe géométrique de référence (22), - une ampoule sous vide (12) comportant une enceinte étanche (18) renfermant : un premier écran (28), fixe par rapport à l'enceinte (18), un deuxième écran (30), fixe par rapport à l'enceinte (18), le premier écran (28) et le deuxième écran (30) étant séparés l'un de l'autre par un espace inter-écrans (40) délimité par deux plans géométriques (36, 38) perpendiculaires à l'axe géométrique de référence (22) ;- a fixed support (16) defining a geometric reference axis (22), - a vacuum interrupter (12) comprising a sealed enclosure (18) containing: a first screen (28), fixed relative to the enclosure (18 ), a second screen (30), fixed relative to the enclosure (18), the first screen (28) and the second screen (30) being separated from each other by an inter-screen space (40 ) delimited by two geometric planes (36, 38) perpendicular to the geometric reference axis (22);
- un premier contact (52), fixe par rapport au support (16) et relié à l'enceinte (18) par un premier joint d'étanchéité déformable (58), le premier contact (52) étant en liaison électrique avec le premier écran- A first contact (52), fixed relative to the support (16) and connected to the enclosure (18) by a first deformable seal (58), the first contact (52) being in electrical connection with the first screen
(28) ; - un deuxième contact (62) relié à l'enceinte (18) par un deuxième joint d'étanchéité déformable (78), le deuxième contact (62) étant en liaison électrique avec le deuxième écran (30) et mobile en translation par rapport au support (16) le long de l'axe géométrique de référence (22), entre une position de contact dans laquelle le deuxième contact (62) est en contact avec le premier contact (52), le premier et le deuxième contact se trouvant dans l'espace inter-écrans (40), et une position de sectiomiement, en passant par une position de coupure dans laquelle le premier et le deuxième contacts sont encore dans l'espace inter-écrans(28); - A second contact (62) connected to the enclosure (18) by a second deformable seal (78), the second contact (62) being in electrical connection with the second screen (30) and movable in translation relative to to the support (16) along the geometric reference axis (22), between a contact position in which the second contact (62) is in contact with the first contact (52), the first and the second contact being in the inter-screen space (40), and a cultivation position, passing through a cut-off position in which the first and second contacts are still in the inter-screen space
(40) ; - des moyens d'accouplement (78) réalisant une liaison cinématique entre le deuxième contact (62) et l'enceinte (18) lorsque le deuxième contact (62) se trouve entre une position intermédiaire d'accouplement et la position de sectionnement, de telle sorte que lorsque le deuxième contact (62) se déplace entre la position intermédiaire d'accouplement et la position de sectionnement, il entraîne l'enceinte (18) en translation de long de l'axe de référence (22), et que lorsque le deuxième contact est en position de sectionnement, le premier contact (52) et le deuxième contact (62) sont situés hors de l'espace interécrans (40), de part et d'autre de l'espace inter-écrans (40), la position intermédiaire d'accouplement étant située entre la position de coupure et la position de sectionnement.(40); - coupling means (78) providing a kinematic connection between the second contact (62) and the enclosure (18) when the second contact (62) is between an intermediate coupling position and the cutting position, such that when the second contact (62) moves between the intermediate coupling position and the cutting position, it drives the enclosure (18) in translation along the reference axis (22), and that when the second contact is in the sectioning position, the first contact (52) and the second contact (62) are located outside the inter-screen space (40), on either side of the inter-screen space (40), the intermediate coupling position being located between the cut-off position and the cut-off position.
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon la revendication 1, dans lequel le premier contact (52) et le deuxième contact (62) en position de coupure sont sensiblement à égale distance et de part et d'autre d'un plan médian (42) entre les deux plans géométriques délimitant l'espace inter-écrans.- Electrical switch-off and cutting-off device according to claim 1, in which the first contact (52) and the second contact (62) in the cut-off position are substantially at equal distance and on either side of a median plane ( 42) between the two geometric planes delimiting the inter-screen space.
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens d'accouplement (74) comprennent une butée, assurant un mouvement solidaire de l'enceinte (18) et du deuxième contact (62) lorsque le deuxième contact se déplace entre la position intermédiaire d'accouplement et la position de sectionnement.- Electrical switchgear and sectioning device according to any one of the preceding claims, in which the coupling means (74) comprise a stop, ensuring a movement integral with the enclosure (18) and the second contact (62) when the second contact moves between the intermediate coupling position and the cutting position.
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre un mécanisme d'entraînement (14) du deuxième contact (62) par rapport au support (16), pour déplacer brusquement le deuxième contact (62) entre la position de contact et la position de coupure et pour déplacer lentement le deuxième contact (62) entre la position de coupure et la position de sectionnement, le mécanisme d'entraînement (14) étant monté sur le support (16).- Electrical switchgear and sectioning device according to any one of the preceding claims, further comprising a drive mechanism (14) of the second contact (62) relative to the support (16), for suddenly moving the second contact (62 ) between the contact position and the cut-off position and to slowly move the second contact (62) between the cut-off position and the cutting position, the drive mechanism (14) being mounted on the support (16).
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon la revendication 4, dans lequel le mécanisme d'entraînement (14) impose un arrêt du deuxième contact dans la position de coupure, lorsque le deuxième contact passe de la position de contact à la position de sectionnement.- Electrical switchgear and disconnection apparatus according to claim 4, in which the drive mechanism (14) imposes a stop of the second contact in the cut-off position, when the second contact passes from the contact position to the disconnection position .
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel le mécanisme d'entraînement (14) comporte au moins un accumulateur d'énergie d'ouverture (88), le déplacement du deuxième contact (62) de la position de contact à la position de coupure étant obtenu par décharge brusque de l'accumulateur d'énergie d'ouverture (88).- Electrical switchgear and sectioning equipment according to any one of claims 4 or 5, wherein the drive mechanism (14) comprises at least one opening energy accumulator (88), the displacement of the second contact (62) from the contact position to the cut-off position being obtained by sudden discharge of the opening energy accumulator (88).
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon la revendication 6, dans lequel l'accumulateur d'énergie d'ouverture comporte un ressort d'accumulation- Electrical switchgear and sectioning device according to claim 6, wherein the opening energy accumulator comprises an accumulation spring
(90). - Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le mécanisme d'entraînement comporte au moins un accumulateur d'énergie de fermeture (88), le déplacement du deuxième contact (62) de la position de coupure à la position de contact étant obtenu par décharge brusque de l'accumulateur d'énergie de fermeture (88).(90). - Electrical switchgear and sectioning equipment according to any one of claims 4 to 7, wherein the drive mechanism comprises at least one closing energy accumulator (88), the movement of the second contact (62) of the cut-off position at the contact position being obtained by sudden discharge of the closing energy accumulator (88).
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon la revendication 8, dans lequel l'accumulateur d'énergie de fermeture comporte un ressort d'accumulation (90).- Electrical switchgear and disconnection according to claim 8, wherein the closing energy accumulator comprises an accumulation spring (90).
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel le déplacement du deuxième contact de la position de coupure à la position de contact est obtenu par décharge brusque de l'accumulateur d'énergie d'ouverture (88).- Electrical switchgear and sectioning equipment according to any one of claims 6 or 7, wherein the displacement of the second contact from the cutoff position to the contact position is obtained by sudden discharge of the energy accumulator of opening (88).
- Appareillage électrique de coupure et de sectionnement selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel le mécanisme d'entraînement comporte - un organe de manœuvre (128) et - un moyen d'embrayage (134, 136) de l'organe de manœuvre pour assurer une liaison cinématique entre l'organe de manœuvre (128) et le deuxième contact (62) permettant d'entraîner le deuxième contact (62) entre la position de coupure et la position de sectionnement, le moyen d'embrayage (134, 136) étant débrayé lorsque le deuxième contact (62) se trouve entre la position de coupure et la position de contact. - Electrical switchgear and sectioning equipment according to any one of claims 4 to 10, wherein the drive mechanism comprises - an operating member (128) and - a clutch means (134, 136) of the operating member for ensuring a kinematic connection between the operating member (128) and the second contact (62) making it possible to drive the second contact (62) between the cut-off position and the cutting position, the clutch means (134, 136) being disengaged when the second contact (62) is between the cut-off position and the contact position.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108962667A (en) * 2018-07-05 2018-12-07 山东普益电气有限公司 A kind of high pressure bistable state side activated speed vacuum circuit breaker

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2860915B1 (en) * 2003-10-09 2006-02-10 Alstom T & D Sa HIGH VOLTAGE HYBRID CIRCUIT BREAKER ACTUATION DEVICE AND CIRCUIT BREAKER THUS EQUIPPED
FR2880466B1 (en) * 2004-12-30 2007-02-09 Areva T & D Sa BISTABLE ELECTROMAGNETIC ACTUATOR
CN100350536C (en) * 2006-07-20 2007-11-21 丹东供电设备厂 Opening and closing induction current vacuum switch
CN103208392B (en) * 2012-01-13 2016-03-30 西门子公司 Vacuum circuit-breaker
CN103219192A (en) * 2013-03-19 2013-07-24 启东德佳电器配件有限公司 Improved breaker
CN103208396A (en) * 2013-03-19 2013-07-17 启东德佳电器配件有限公司 Improved intelligent circuit breaker
HUE052147T2 (en) * 2014-05-20 2021-04-28 Abb Schweiz Ag Switching device for an electrical circuit and a method for controlling such switching device
DE102019202741A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Vacuum switchgear for medium and high voltage applications
EP3828909B1 (en) * 2019-11-29 2023-09-13 General Electric Technology GmbH Circuit breaker with simplified non-linear double motion

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0058585A1 (en) * 1981-02-13 1982-08-25 Merlin Gerin Operating mechanism for electrical switching apparatuses with three separate positions

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3914568A (en) * 1974-08-22 1975-10-21 Gen Electric High-voltage vacuum switch
DE19519078A1 (en) * 1995-05-18 1996-11-21 Mueller Ottmar Prof Dr Ing Hab High voltage vacuum switch
JP3664899B2 (en) * 1998-11-27 2005-06-29 株式会社東芝 Vacuum switchgear

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0058585A1 (en) * 1981-02-13 1982-08-25 Merlin Gerin Operating mechanism for electrical switching apparatuses with three separate positions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO03005394A1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108962667A (en) * 2018-07-05 2018-12-07 山东普益电气有限公司 A kind of high pressure bistable state side activated speed vacuum circuit breaker
CN108962667B (en) * 2018-07-05 2023-09-15 山东正本电气有限公司 High-voltage bistable side-driven high-speed vacuum circuit breaker

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FR2827075B1 (en) 2003-09-19

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