FR2462012A1 - DEVICE FOR HANDLING A CIRCUIT BREAKER - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention est relative à un dispositif de manoeuvre d'un disjoncteur à haute tension sous atmosphère de gaz diélectrique à l'aide d'une bielle isolante se déplaçant à l'intérieur d'un isolateur cylindrique. The invention relates to a device for operating a high-voltage circuit breaker under a dielectric gas atmosphere using an insulating rod moving inside a cylindrical insulator.
Pendant la manoeuvre d'ouverture un tel disjoncteur nécessite la transmission d'une énergie très importante dans la chambre de coupure. En effet, cette énergie est destinée à la fois au déplacement des contacts mobiles et à la compression du gaz diélectrique de soufflage. During the opening operation, such a circuit breaker requires the transmission of a very large amount of energy in the breaking chamber. Indeed, this energy is intended both for moving the movable contacts and for compressing the dielectric blowing gas.
Lors de la manoeuvre de fermeture 1 'énergie requise est moins importante, car il n'est pas nécessaire de comprimer le gaz mais de pouvoir fermer sur court-circuit.During the closing operation, the energy required is less important, since it is not necessary to compress the gas but to be able to close on a short circuit.
Pour la transmission de cette énergie on utilise une bielle qui travaille à la traction lors de l'ouverture. Mais comme cette bielle doit travailler en compression à la fermeture, ses caractéristiques sont alors imposées par sa tenue au flambage. Or son diamètre croit avec sa longueur, c'est-à-dire avec la valeur de la tension, ce qui rend le dispositif particulièrement onéreux. For the transmission of this energy, a connecting rod is used which works on traction during opening. But as this connecting rod must work in compression upon closing, its characteristics are then imposed by its resistance to buckling. However, its diameter increases with its length, that is to say with the value of the voltage, which makes the device particularly expensive.
Cependant, pour les tensions élevées, on peut bien utiliser plusieurs chambres de coupure en série, par exemple pour 420 kV, en plaçant en série quatre chambres montées sur un ou deux isolateurs supports, qui ont alors de larges dimensions pour supporter les chambres et la transmission d'efforts importants. Mais si pour cette même tension, trois chambres suffisent, il est alors difficile de monter un nombre impair de chambres sur des supports destinés à recevoir un nombre pair de chambres. Pour avoir un nombre impair de chambres, on est donc conduit à placer celles-ci verticalement, chacune sur un pied qui pour être économique doit être de très faible diamètre, ce qui n'est pas compatible avec une bielle de gros diamètre.Pour éviter le flambage de bielles de faible diamètre dans un isolateur cylindrique, il a été proposé de fixer périodiquement sur la bielle des pièces intercalaires pour empêcher la déviation latérale de la bielle dans l'isolateur lors de la manoeuvre de fermeture. However, for high voltages, it is indeed possible to use several interrupting chambers in series, for example for 420 kV, by placing in series four chambers mounted on one or two supporting insulators, which then have large dimensions for supporting the chambers and the transmission of significant efforts. But if for this same voltage, three chambers are sufficient, it is then difficult to mount an odd number of chambers on supports intended to receive an even number of chambers. To have an odd number of chambers, we are therefore led to place them vertically, each on a stand which, to be economical, must be of very small diameter, which is not compatible with a large diameter rod. the buckling of small diameter connecting rods in a cylindrical insulator, it has been proposed to periodically fix the connecting pieces on the connecting rod to prevent lateral deviation of the connecting rod in the insulator during the closing operation.
Mais de telles pièces isolantes, qui doivent être ajourées pour ne pas entraver le passage du gaz diélectrique à l'intérieur de l'isolateur, sont nécessairement fragiles et d'autre part elles nécessitent autant de dispositifs de fixation sur la bielle qu'il y a de pièces intercalaires. But such insulating parts, which must be perforated so as not to impede the passage of the dielectric gas inside the insulator, are necessarily fragile and on the other hand they require as many fixing devices on the connecting rod as there has spacers.
La présente invention a pour but un dispositif de manoeuvre d'un disjoncteur permettant la transmission d'efforts très importants pendant des temps très courts, mais présentant néanmoins de faibles dimensions, donc peu onéreux. The object of the present invention is a device for operating a circuit breaker allowing the transmission of very large forces for very short times, but nevertheless having small dimensions, therefore inexpensive.
L'invention a pour objet un dispositif de manoeuvre d'un disjoncteur à haute tension sous atmosphère de gaz diélectrique, comprenant à l'intérieur d'un isolateur cylindrique une bielle de manoeuvre isolante entrainée par un organe moteur, caractérisé en ce que la bielle comporte des nervures longitudinales dont la courbure de l'extrémité radiale épouse avec jeu la forme de l'isolateur. The subject of the invention is a device for operating a high-voltage circuit breaker under a dielectric gas atmosphere, comprising, inside a cylindrical insulator, an insulating operating rod driven by a motor member, characterized in that the rod has longitudinal ribs, the curvature of the radial end of which conforms playfully to the shape of the insulator.
Selon un mode de réalisation, la bielle peut être constituée par un faisceau de tiges élémentaires et les nervures peuvent être constituées par des tiges disposées à la périphérie d'une tige centrale. According to one embodiment, the connecting rod can be constituted by a bundle of elementary rods and the ribs can be constituted by rods arranged at the periphery of a central rod.
Les tiges peuvent alors être disposées dans des encoches périphériques de la tige centrale.The rods can then be arranged in peripheral notches of the central rod.
Selon une caractéristique, la bielle peut présenter une section cruciforme. According to one characteristic, the connecting rod may have a cruciform section.
Selon une autre caractéristique, le rayon de courbure de l'extrémité des nervures est égale au rayon de courbure de l'intérieur de l'isolateur. According to another characteristic, the radius of curvature of the end of the ribs is equal to the radius of curvature of the interior of the insulator.
Les bielles en résine armée peuvent être réalisées par pultrusion ou tout autre technique d'imprégnation. La surface externe de l'extrémité de la bielle peut être revêtue d'une couche à base de polytétrafluoréthylène. Reinforced resin rods can be made by pultrusion or any other impregnation technique. The outer surface of the end of the connecting rod can be coated with a layer based on polytetrafluoroethylene.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparattront dans la description de modes de réalisation donnés, ci-après, à titre d'exemples, et illustrés dans les dessins. The characteristics and advantages of the invention will appear in the description of embodiments given below, by way of examples, and illustrated in the drawings.
La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un disjoncteur comportant un dispositif de manoeuvre selon l'invention. Figure 1 is a schematic view in axial section of a circuit breaker comprising an operating device according to the invention.
La figure 2 est une vue en coupe transversale selon II-II du dispositif selon la figure 1. FIG. 2 is a cross-sectional view along II-II of the device according to FIG. 1.
La figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 montrant un autre mode de réalisation du dispositif. Figure 3 is a view similar to that of Figure 2 showing another embodiment of the device.
La figure 4 est une vue schématique en coupe axiale d'une extrémité du dispositif selon la figure 3. FIG. 4 is a schematic view in axial section of one end of the device according to FIG. 3.
Dans la figure 1, on a désigné par 1 l'isolateur de la chambre de coupure d'un disjoncteur comprenant de manière connue un contact fixe 2 et un contact mobile 3 muni de contacts d'arc et solidaire d'un cylindre mobile 8 de soufflage coopérant avec un piston fixe 4. In FIG. 1, 1 denotes the isolator of the breaking chamber of a circuit breaker comprising in known manner a fixed contact 2 and a movable contact 3 provided with arcing contacts and integral with a movable cylinder 8 of blowing cooperating with a fixed piston 4.
Le contact mobile 3 est entrainé par une bielle 5 en matériau isolant disposée à l'intérieur d'un isolateur cylindrique 6 supportant l'isolateur 1 de la chambre de coupure et reposant lui-même sur une bride d'étanchéité 9. The movable contact 3 is driven by a connecting rod 5 made of insulating material placed inside a cylindrical insulator 6 supporting the insulator 1 of the breaking chamber and resting itself on a sealing flange 9.
La chambre de coupure intérieure à l'isolateur 1 et l'espace intérieur de l'isolateur 6 sont remplis d'un gaz diéleetrique, tel que de l'hexafluorure de soufre, dont la pression peut être contrôlée par un manomètre 10 et dont l'alimentation peut être commandée par une vanne 11. The isolating chamber inside the isolator 1 and the interior space of the isolator 6 are filled with a dielectric gas, such as sulfur hexafluoride, the pressure of which can be controlled by a pressure gauge 10 and whose l supply can be controlled by a valve 11.
L'extrémité inférieure de la bielle 5 est entrainée par un vérin 7 suspendu sous la bride 9. La bielle 5 traverse la bride 9 à travers des joints d'étanchéité non représentés et une chambre 12, communiquant avec l'atmosphère par un conduit 13, est interposée entre la bride 9 et la chambre de travail en regard du vérin 7. The lower end of the connecting rod 5 is driven by a jack 7 suspended under the flange 9. The connecting rod 5 passes through the flange 9 through seals not shown and a chamber 12, communicating with the atmosphere through a conduit 13 , is interposed between the flange 9 and the working chamber opposite the jack 7.
Pour empêcher le flambage de la bielle 5, celle-ci comporte sur la périphérie de son corps central, qui est de faible diamètre, des nervures longitudinales 14 disposées en croix et dont les extrémités radiales 15 épousent avec un faible jeu la courbure de l'intérieur de l'isolateur 1 comme il est visible dans la figure 2. To prevent buckling of the connecting rod 5, the latter comprises on the periphery of its central body, which is of small diameter, longitudinal ribs 14 arranged in a cross and whose radial ends 15 match with a slight play the curvature of the inside of insulator 1 as shown in figure 2.
Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, la bielle est constituée par un faisceau de tiges cylindriques 21 assemblées autour d'une tige centrale 22. In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the connecting rod is constituted by a bundle of cylindrical rods 21 assembled around a central rod 22.
A cet effet, la tige centrale 22 comporte des encoches périphériques cylindriques 23 dans lesquelles des tiges périphériques 21 sont enfilées. To this end, the central rod 22 has cylindrical peripheral notches 23 in which peripheral rods 21 are threaded.
Les tiges 21 sont alors inscrites le long du cylindre inférieur de l'isolateur 1. Les tiges 21 sont maintenues à leurs extrémités en butée contre un manchon d'accouplement 24 avec la tige centrale 22. The rods 21 are then inscribed along the lower cylinder of the insulator 1. The rods 21 are held at their ends in abutment against a coupling sleeve 24 with the central rod 22.
Dans les deux modes de réalisation la communication du gaz diélectrique contenu dans l'isolateur avec celui du gaz de la chambre de coupure est assurée par la présence d'espaces longitudinaux formés entre les nervures. In the two embodiments, the communication of the dielectric gas contained in the insulator with that of the gas in the breaking chamber is ensured by the presence of longitudinal spaces formed between the ribs.
Lors de la manoeuvre de déclenchement, le vérin 7 se déplace vers le bas, tirant sur la bielle qui déplace le contact mobile 3 et l'arc est soufflé par la compression du gaz contenu dans le cylindre mobile 8. Lors de la manoeuvre d'enclenchement le vérin 7 se déplace de bas en haut et la bielle travaille alors en compression. During the triggering maneuver, the jack 7 moves downwards, pulling on the connecting rod which moves the movable contact 3 and the arc is blown by the compression of the gas contained in the movable cylinder 8. During the maneuver of engagement the cylinder 7 moves from bottom to top and the connecting rod then works in compression.
La bielle 5 des figures 1 et 2 étant de faible diamètre extérieur prend appui sur la surface intérieure de l'isolateur support 6. -
La composante horizontale de l'effort est faible puisque le jeu entre bielle et isolateur support 6 est lui-même faible, d'autre part l'enveloppe de l'isolateur support 6 n'est sollicitée que pendant un court instant, puisqu'en fin de manoeuvre, il ne subsiste qu'une faible contrainte statique due au poids des parties mobiles.The connecting rod 5 of FIGS. 1 and 2 being of small external diameter bears on the internal surface of the support insulator 6. -
The horizontal component of the force is small since the clearance between the connecting rod and the support insulator 6 is itself low, on the other hand the envelope of the support insulator 6 is stressed only for a short time, since in at the end of the maneuver, only a slight static stress remains due to the weight of the moving parts.
Avec la bielle selon le mode de réalisation des figures 3 et 4, on obtient un fonctionnement semblable. Les tiges périphériques 21 sont maintenues entre la paroi intérieure de l'isolateur cylindrique 6 et la tige centrale 22 sans pièce particulière de fixation autre que le manchon d'accouplement 24. With the connecting rod according to the embodiment of Figures 3 and 4, a similar operation is obtained. The peripheral rods 21 are held between the inner wall of the cylindrical insulator 6 and the central rod 22 without any particular fixing part other than the coupling sleeve 24.
Les bielles en matériau isolant sont fabriquées à l'aide de fibres de hautes caractéristiques mécaniques. Ces fibres peuvent être noyées dans une matière à base de résines polyester ou époxydes. The connecting rods made of insulating material are manufactured using fibers with high mechanical characteristics. These fibers can be embedded in a material based on polyester or epoxy resins.
De telles bielles, pleines ou creuses, peuvent être obtenues suivant différentes techniques - par imprégnation d'un tissu enroulé sur un mandrin - par enroulement filamentaire à partir d'un fil roving - par pultrusion, c'est-à-dire par traction à travers une filière de fils roving imprégnés de résine pour donner aux éléments constitutifs de la bielle la forme de section désirée. Such rods, solid or hollow, can be obtained according to different techniques - by impregnation of a fabric wound on a mandrel - by filament winding from a roving wire - by pultrusion, that is to say by traction through a die of roving son impregnated with resin to give the constituent elements of the connecting rod the desired section shape.
Cette dernière technique est particulièrement intéressante pour la réalisation de bielles pleines ayant une section en forme de croix ou d'étoile par exemple. The latter technique is particularly advantageous for the production of solid connecting rods having a cross-shaped or star-shaped section for example.
Les avantages de la solution sont les suivants - gain sur le diamètre de la bielle de transmission, donc inertie faible et mise en vitesse plus rapide, d'où gain aussi sur l'énergie mise en jeu - utilisation d'isolateurs de dimensions plus standard, car de diamètre intérieur plus important et d'obtention plus facile et moins onéreuse - gain corrélatif sur le support isolant qui ne travaille plus en flexion mais uniquement en traction et compression et peut, de ce fait, garder le même diamètre quelle que soit sa longueur donc la tension du disjoncteur
Pour des supports très longs ou pour des disjoncteurs installés dans des zones soumises à des séismes, des tirants empêchent la contrainte en flexion - possibilité de monter économiquement un nombre de chambres impair - la section cruciforme ou étoilée de la bielle permet le passage du gaz pour la réalimentation, évite le freinage de ltéquipage mobile et réduit les surfaces en frottement avec la surface intérieure de la porcelaine, tout en gardant un jeu acceptable avec l'isolateur - absence de pièces intermédiaires.The advantages of the solution are as follows - gain on the diameter of the transmission rod, therefore low inertia and faster speed up, hence also gain on the energy involved - use of insulators of more standard dimensions , because larger inside diameter and easier and cheaper to obtain - correlative gain on the insulating support which no longer works in bending but only in traction and compression and can, therefore, keep the same diameter whatever its length so the circuit breaker voltage
For very long supports or for circuit breakers installed in areas subject to earthquakes, tie rods prevent bending stress - possibility of economically mounting an odd number of chambers - the cruciform or star-shaped section of the connecting rod allows the passage of gas for make-up, prevents braking of the moving equipment and reduces the friction surfaces with the interior surface of the porcelain, while keeping an acceptable clearance with the insulator - absence of intermediate parts.
Il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains éléments pas d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. It is obvious that the invention is in no way limited to the embodiment which has just been described and shown and which has been given only by way of example; in particular, it is possible, without departing from the scope of the invention, to modify certain provisions or replace certain means by equivalent means, or else replace certain elements not others capable of ensuring the same technical function or an equivalent technical function.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |