EP2696361B1 - Sectionneur à isolation gazeuse avec écran - Google Patents

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EP2696361B1
EP2696361B1 EP13179580.9A EP13179580A EP2696361B1 EP 2696361 B1 EP2696361 B1 EP 2696361B1 EP 13179580 A EP13179580 A EP 13179580A EP 2696361 B1 EP2696361 B1 EP 2696361B1
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gas
electrically conductive
contact element
contact unit
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Denis Tehlar
Michael Boesch
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ABB Schweiz AG
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H31/26—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch
    • H01H31/32—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with rectilinearly-movable contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/24—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring
    • H01H33/245—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring using movable field electrodes
    • 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
    • H01H33/64—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid wherein the break is in gas

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Claims (14)

  1. Sectionneur à isolation gazeuse (1) comprenant :
    - une enveloppe (100),
    - une première unité de contact (110),
    - une seconde unité de contact (120) qui comprend un écran électriquement conducteur (180) et un élément de contact interne (130), où
    l'élément de contact interne (130) est mobile par rapport à l'enveloppe (100) le long d'un axe (160) entre une position de sectionnement fermé dans laquelle l'élément de contact interne (130) est en contact avec la première unité de contact (110) et une position de sectionnement ouvert dans laquelle l'élément de contact interne (130) est séparé de la première unité de contact (110), l'axe (160) s'étendant entre la première unité de contact (110) et la seconde unité de contact (120), et où l'écran électriquement conducteur (180) est agencé radialement à l'extérieur de l'élément de contact interne (130) pour blinder électriquement l'élément de contact interne (130), ce qui réduit ainsi la composante radiale de champ électrique dans une zone située entre la première unité de contact (110) et l'élément de contact interne (130), et
    dans lequel l'écran électriquement conducteur (180) est mobile le long de la direction axiale (160) par rapport à l'enveloppe (100) et par rapport à l'élément de contact interne (130),
    le sectionneur à isolation gazeuse (1) comprenant en outre un coupleur mécanique (300) permettant de coupler le mouvement de l'élément de contact interne (130) à l'écran électriquement conducteur (180),
    caractérisé en ce que le coupleur mécanique (300) inclut :
    - un ressort (350) permettant de pousser l'écran électriquement conducteur (180) vers la première unité de contact (110), et
    - un arrêt (400 et/ou 450) fixé à la seconde unité de contact (120) pour stopper le déplacement de l'écran électriquement conducteur (180) vers la première unité de contact (110) plus loin qu'une position d'arrêt définie par rapport à l'élément de contact interne (130).
  2. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écran électriquement conducteur (180) est agencé radialement à l'extérieur de l'élément de contact interne (130) pour blinder électriquement l'élément de contact interne (130), ce qui réduit ainsi sensiblement une composante radiale de champ électrique dans une zone située entre la première unité de contact (110) et l'élément de contact interne (130) ; et/ou dans lequel la première unité de contact (110), l'élément de contact interne (130) et l'écran électriquement conducteur (180) sont pratiquement dans une symétrie cylindrique, et sont en particulier dans une symétrie cylindrique autour de l'axe (160).
  3. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écran électriquement conducteur (180) est positionné de telle sorte qu'il ne transporte pas de courant nominal.
  4. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon la revendication 1, dans lequel l'écran électriquement conducteur (180) est mobile le long de la direction axiale (160) par rapport à la première unité de contact (110) ; et/ou le sectionneur à isolation gazeuse (1) comprend en outre un mécanisme d'entraînement (200) destiné à déplacer l'écran électriquement conducteur (180) et l'élément de contact interne (130) dans une direction linéaire le long de l'axe (160) entre la position de sectionnement fermé et la position de sectionnement ouvert.
  5. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'écran électriquement conducteur (180) réduit le rapport du champ électrique radial sur le champ électrique axial ; et/ou l'écran électriquement conducteur (180) est conçu pour diminuer l'intensité du champ vers l'enveloppe (100) ; et/ou dans lequel l'écran électriquement conducteur (180) est mobile dans le but de réduire et/ou de minimiser l'amplitude du rapport des champs électriques radial sur axial Er / Ea et/ou du champ électrique dirigé radialement Er dans la position de sectionnement ouvert et/ou les positions de sectionnement non refermé.
  6. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface de l'écran électriquement conducteur (180) comprend une partie de surface vers l'extérieur (187) qui est située au niveau d'une partie radialement externe de l'écran électriquement conducteur (180) et qui est orientée radialement vers l'extérieur ; et/ou dans lequel l'écran électriquement conducteur (180) est couplé par conduction à l'élément de contact interne (130) pour amener l'écran électriquement conducteur (180) pratiquement au potentiel électrique de l'élément de contact interne (130) ; et/ou dans lequel le sectionneur à isolation gazeuse (1) est dimensionné pour commuter des courants de charge de bus avec des équipements dimensionnés nominalement à 72,5 kV et au-dessus.
  7. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un gaz isolant contenu dans l'enveloppe (100), le gaz isolant comprenant une composante de gaz sélectionnée à partir du groupe constitué par :
    - de l'hexafluorure de soufre,
    - de l'azote,
    - de l'oxygène,
    - du dioxyde de carbone,
    - de l'oxyde nitrique,
    - du dioxyde d'azote,
    - de l'oxyde nitreux,
    - de l'argon
    - des méthanes, en particulier des méthanes partiellement ou entièrement halogénés, en particulier du tétrafluorométhane ou du tétrafluoroiodométhane,
    - de l'air, en particulier de l'air technique ou de l'air synthétique,
    - des éthers partiellement ou entièrement fluorés, en particulier des hydrofluoro mono éthers, des hydrofluoro mono éthers contenant au moins 3 atomes de carbone, des perfluoro mono éthers, ou des perfluoro mono éthers contenant au moins 4 atomes de carbone,
    - des cétones partiellement entièrement fluorés, en particulier des hydrofluoro mono cétones, des perfluoro mono cétones comprenant au moins 5 atomes de carbone ou des perfluoro mono cétones comprenant exactement 5, 6, 7 ou 8 atomes de carbone,
    - des oléfines, par exemple HFO-1234ze ou HFO-1234yf,
    - et des mélanges de ceux-ci.
  8. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon la revendication 7, dont le gaz isolant est un mélange de gaz contenant au moins deux composantes de gaz différentes ou même au moins trois composantes de gaz différentes sélectionnées à partir du groupe des composantes de gaz de la revendication 7 ; et/ou un gaz isolant contenu dans l'enveloppe (100) qui n'est pas constitué de pur hexafluorure de soufre ; et/ou un gaz isolant présentant une pression de remplissage supérieure à ce que serait une pression hypothétique de remplissage si de l'hexafluorure de soufre était utilisé.
  9. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface avant (185) de l'écran électriquement conducteur (180) se trouve pratiquement affleurant ou en retrait dans la direction axiale à distance de la première unité de contact (110), en particulier elle se trouve pratiquement affleurant ou en retrait dans la direction axiale à distance du bord de contact (132) de l'élément de contact interne (130) lorsque la seconde unité de contact (120) n'est pas en position de sectionnement fermé.
  10. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première unité de contact (110) comprend une première structure d'extinction d'arc (115) et l'élément de contact interne (130) comprend une seconde structure d'extinction d'arc (125), les première et seconde structures d'extinction d'arc (115, 125) étant façonnées et agencées de sorte à ce qu'un arc soit formé entre les première et seconde structures d'extinction d'arc (115, 125) lorsque la seconde unité de contact (120) est ouverte à partir de la position de sectionnement fermé vers la position de sectionnement ouvert en présence d'un courant et/ou en refermant la seconde unité de contact (120) ; et/ou dans lequel la première unité de contact (110) possède une première partie de contact à puissance nominale (148) et la seconde unité de contact (120) possède une seconde partie de contact à puissance nominale (128), les première et seconde parties de contact à puissance nominale (148, 128) étant conçues pour entrer en contact l'une avec l'autre lorsque la seconde unité de contact (120) se trouve en position de sectionnement fermé, et dans lequel le chemin de résistance électrique minimale entre la première unité de contact (110) et la seconde unité de contact (120) est défini au travers des première et seconde parties de contact à puissance nominale (148, 128).
  11. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface de l'écran électriquement conducteur (180) comprend :
    - une ou la partie de surface avant (185) qui est située au niveau d'une partie radialement interne de l'écran électriquement conducteur (180) et qui est orientée vers la première unité de contact (110), et
    - une partie de surface intermédiaire (186) s'étendant entre la partie de surface avant (185) et une ou la partie de surface vers l'extérieur (187) et les reliant sans à-coups,
    - la partie de surface intermédiaire (186) présentant en particulier un rayon de courbure supérieur à 10 mm.
  12. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon la revendication 11, dans lequel le rayon de courbure de la partie intermédiaire (186) de l'écran électriquement conducteur (180), s'étendant entre la partie de surface avant (185) et la partie de surface vers l'extérieur (187), diminue dans la direction radiale vers l'extérieur.
  13. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon la revendication 1, dans lequel le coupleur mécanique (300) comprend au moins l'un d'un engrenage et d'un levier.
  14. Sectionneur à isolation gazeuse (1) selon la revendication 13,
    dans lequel une extrémité du coupleur mécanique (300) est fixée à l'élément de contact interne (130) ou à un élément solidairement mobile avec l'élément de contact interne (130), et dans lequel l'autre extrémité du coupleur mécanique (300) est fixée à l'écran électriquement conducteur (180) ou à un élément solidairement mobile avec l'écran électriquement conducteur (180).
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