FR2490397A2 - HV gas filled circuit breaker with semi-mobile arcing contact - uses arcing contact which moves down into arc chamber to divert arc current away from fixed contacts and form second series arc - Google Patents
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Abstract
Description
Disjoncteur à haute tension à arc tournant et autosoufflage
Dans la demande de brevet principal, on a décrit un disjoncteur à haute tension sous enceinte de gaz diélectrique comprenant en dérivation entre un contact principal fixe et un contact principal mobile, un circuit auxiliaire de coupure comportant une bobine de soufflage électromagnétique reliée à une électrode de révolution disposée concentriquement à l'intérieur de ladite bobine dans sa partie centrale pour donner naissance en coopération avec un contact d'arc mobile disposé dans l'axe de l'électrode à un arc tournant, caractérisé en ce que le contact d'arc mobile est constitué d'une part par un contact semi-mobile dont les parois latérales coopèrent avec ladite électrode de révolution pour donner naissance, lors de la manoeuvre d'ouverture du disjoncteur, à un premier arc tournant et le maintenir dans cette partie centrale et d'autre part par un contact mobile disposé dans son prolongment et solidaire d'un organe de manoeuvre du disjoncteur, l'extrémité libre du contact semi-mobile coopérant avec l'extrémité libre du contact mobile pour donner naissance lors de leur séparation à un deuxième arc placé en série avec ledit premier arc tournant et perpendiculaire à celui-ci, lesdits arcs étant engendrés dans une chambre d'arc présentant un orifice d'éjection des gaz sous la pression développée par lesdits arcs, ledit orifice étant disposé au droit du deuxième arc et permettant son soufflage, lors du retrait du contact mobile hors de la chambre au travers dudit orifice.High voltage circuit breaker with rotating arc and self-blowing
In the main patent application, a high voltage circuit breaker under a dielectric gas enclosure has been described comprising, in shunt between a fixed main contact and a movable main contact, an auxiliary breaking circuit comprising an electromagnetic blow-off coil connected to an electrode of revolution arranged concentrically inside said coil in its central part to give rise in cooperation with a movable arcing contact disposed in the axis of the electrode to a rotating arc, characterized in that the movable arcing contact consists on the one hand by a semi-mobile contact whose side walls cooperate with said electrode of revolution to give rise, during the opening operation of the circuit breaker, to a first rotating arc and maintain it in this central part and d 'other hand by a movable contact arranged in its extension and integral with a circuit breaker operating member, the free end of the semi-movable contact c operating with the free end of the movable contact to give rise, when they separate, to a second arc placed in series with said first rotating arc and perpendicular to it, said arcs being generated in an arc chamber having an orifice ejection of gases under the pressure developed by said arcs, said orifice being disposed in line with the second arc and allowing it to be blown, when the movable contact is removed from the chamber through said orifice.
Le perfectionnement faisant l'objet de la présente invention vise un mode de réalisation permettant une construction plus simple. The improvement which is the subject of the present invention relates to an embodiment allowing a simpler construction.
L'invention a pour objet un disjoncteur à haute tension sous enceinte de gaz diélectrique comprenant en dérivation entre un contact principal fixe et un contact principal mobile, un circuit auxiliaire de coupure comportant une bobine de soufflage électromagnétique reliée à une électrode de révolution disposée concentriquement à l'intérieur de ladite bobine dans sa partie centrale pour donner naissance en coopération avec un contact d'arc mobile disposé dans l'axe de l'électrode à un arc tournant, le contact d'arc mobile étant constitué d'une part par un contact semi-mobile dont les parois latérales coopèrent avec ladite électrode de révolution pour donner naissance, lors de la manoeuvre d'ouverture du disjoncteur, à un premier arc tournant et la maintenir dans cette partie centrale et d'autre part par un contact mobile disposé dans son prolongement et solidaire d'un organe de manoeuvre du disjoncteur, l'extrémité libre du contact semi-mobile coopérant avec l'extrémité libre du contact mobile pour donner naissance lors de leur séparation à un deuxième arc placé en série avec ledit premier arc tournant et perpendiculaire à celui-ci, lesdits arcs étant engendrés dans une chambre d'arc présentant un orifice d'éjection des gaz sous la pression développée-par lesdits arcs, ledit orifice étant disposé au droit du deuxième arc et permettant son soufflage, lors du retrait du contact mobile hors de la chambre au travers dudit orifice, selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé par le fait que le contact principal fixe est disposé à l'intérieur de la bobine de soufflage.
Selon une autre caractéristique la chambre d'arc ést délimitée à une de ses extrémités par un piston solidaire du contact semi-mobile et coulissant à l'intérieur du capot, ledit piston étant soumis à l'action d'un ressort.The subject of the invention is a high-voltage circuit breaker under a dielectric gas enclosure comprising, bypassing between a fixed main contact and a movable main contact, an auxiliary breaking circuit comprising an electromagnetic blowing coil connected to a revolution electrode disposed concentrically with the inside of said coil in its central part to give rise in cooperation with a movable arcing contact disposed in the axis of the electrode to a rotating arc, the movable arcing contact being constituted on the one hand by a semi-mobile contact whose side walls cooperate with said revolution electrode to give rise, during the opening operation of the circuit breaker, to a first rotating arc and to maintain it in this central part and on the other hand by a movable contact arranged in its extension and integral with a circuit breaker operating member, the free end of the semi-mobile contact cooperating with the free end of the contact movable to give rise, when they separate, to a second arc placed in series with said first rotating arc and perpendicular to it, said arcs being generated in an arc chamber having an orifice for ejecting gases under the developed pressure- by said arcs, said orifice being disposed in line with the second arc and allowing it to be blown, when the movable contact is removed from the chamber through said orifice, according to claim 1 of the main patent, characterized in that the main contact is fixed is arranged inside the blow coil.
According to another characteristic, the arc chamber is defined at one of its ends by a piston secured to the semi-mobile contact and sliding inside the cover, said piston being subjected to the action of a spring.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparai- tront dans la description donnée ci-après en regard des modes de réalisation donnés à titre d'exemple et illustrés dans les dessins. Other characteristics and advantages of the invention will appear in the description given below with regard to the embodiments given by way of example and illustrated in the drawings.
La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un disjoncteur selon l'invention en position de fermeture. Figure 1 is a schematic view in axial section of a circuit breaker according to the invention in the closed position.
La figure 2 est une vue du disjoncteur selon la figure 1 en cours de manoeuvre d'ouverture. Figure 2 is a view of the circuit breaker according to Figure 1 during the opening operation.
La figure 3 est une vue du disjoncteur selon la figure 1 en position d'ouverture. Figure 3 is a view of the circuit breaker according to Figure 1 in the open position.
Dans la figure 1, on a représenté un disjoncteur sous enceinte étanche 31 de gaz à grand pouvoir d'extinction, tel que l'hexafluorure de soufre, sous une pression de quelques bars. Cette enceinte comporte de bas en haut un isolateur 1 support d'ensemble, une virole 8, un isolateur 4, une virole 5 et un capot métallique 6 formant la partie supérieure. La partie inférieure sous l'isolateur 1 est fermée par une plaque 7. In Figure 1, there is shown a circuit breaker in a sealed enclosure 31 of gas with high extinguishing power, such as sulfur hexafluoride, under a pressure of a few bars. This enclosure comprises from the bottom up an insulator 1 overall support, a ferrule 8, an insulator 4, a ferrule 5 and a metal cover 6 forming the upper part. The lower part under the insulator 1 is closed by a plate 7.
La virole 8 supporte une borne 2 du disjoncteur et une couronne de doigts de contact 12. La virole 5 supporte l'autre borne 3 du disjoncteur et une couronne de doigts de contact 13 constituant le contact principal fixe. The ferrule 8 supports a terminal 2 of the circuit breaker and a crown of contact fingers 12. The ferrule 5 supports the other terminal 3 of the circuit breaker and a crown of contact fingers 13 constituting the fixed main contact.
Le contact principal mobile est constitué par une tige cylindrique 14 dont l'extrémité inférieure coulisse sur la couronne de doigts de contact 12 et dont l'extrémité supérieure 16 coopère en position de fermeture avec la couronne de doigts de contact fixe 13. The movable main contact consists of a cylindrical rod 14 whose lower end slides on the ring of contact fingers 12 and whose upper end 16 cooperates in the closed position with the ring of fixed contact fingers 13.
Le contact 14 est relié à une tige de manoeuvre isolante 9 traversant la plaque 7 et entrainée par un dispositif non représenté.The contact 14 is connected to an insulating operating rod 9 passing through the plate 7 and driven by a device not shown.
Le contact mobile 14 est tubulaire et présente au voisinage de son extrémité inférieure 35 des orifices latéraux 39 qui relient l'intérieur 15 du contact à l'extérieur. The movable contact 14 is tubular and has, near its lower end 35, lateral orifices 39 which connect the interior 15 of the contact to the exterior.
En bout du contact mobile 14 est disposé en coopération un contact d'arc semi-mobile 19 tubulaire. At the end of the movable contact 14 is arranged in cooperation a semi-movable arcing contact 19 tubular.
Ce contact semi-mobile 19 est relié par une tige isolante creuse 22 à un piston 23 coulissant dans le capot 6 et poussé par un ressort 20. This semi-mobile contact 19 is connected by a hollow insulating rod 22 to a piston 23 sliding in the cover 6 and pushed by a spring 20.
Le fond du piston est muni de clapets 37 permettant de faire communiquer, lors du mouvement de bas en haut du piston 23, la chambre d'arc 27 avec le volume 38 au-dessus du piston. The bottom of the piston is provided with valves 37 making it possible to communicate, during the movement from bottom to top of the piston 23, the arc chamber 27 with the volume 38 above the piston.
La course du piston est limitée par un butoir 26 fixé à la virole 5 et traversé par la tige 22. Ce butoir porte au moins un orifice 28 permettant la communication, lorsque le piston descend, entre le volume 32 placé sous le piston et la chambre d'arc 27. L'intérieur de la tige 22 et du contact 19 est référencé 42 dans la figure. The piston stroke is limited by a stopper 26 fixed to the ferrule 5 and crossed by the rod 22. This stopper carries at least one orifice 28 allowing communication, when the piston descends, between the volume 32 placed under the piston and the chamber of arc 27. The interior of the rod 22 and of the contact 19 is referenced 42 in the figure.
Le contact 19 est terminé par un embout 18.Contact 19 is terminated by a tip 18.
La virole 5 porte une couronne conductrice 33 sur laquelle est fixée une bobine de soufflage 21 qui sert elle-même de support d'une part à une électrode de révolution 24 qui entoure, sans le toucher, le contact mobile 14, d'autre part à une tuyère isolante 25 disposée concentriquement au contact mobile 14 à travers un col constituant un orifice 50. L'électrode 24 est reliée électriquement à une extrémité de la bobine 21 dont l'autre extrémité est connectée à la couronne 33. The ferrule 5 carries a conductive ring 33 on which is fixed a blowing coil 21 which itself serves as a support on the one hand to a revolution electrode 24 which surrounds, without touching it, the movable contact 14, on the other hand to an insulating nozzle 25 disposed concentrically with the movable contact 14 through a neck constituting an orifice 50. The electrode 24 is electrically connected to one end of the coil 21, the other end of which is connected to the crown 33.
La virole 5 porte en outre un pare-étincelle 29, destiné à protéger les doigts de contact fixe 13 qui selon une caractéristique de la présente invention, sont placés à l'intérieur de la bobine 21. The ferrule 5 also carries a spark arrester 29, intended to protect the fixed contact fingers 13 which, according to a characteristic of the present invention, are placed inside the coil 21.
Le diamètre de l'embout 18 du contact semi-mobile 19 est inférieur à celui de l'embout creux 16 du contact mobile. The diameter of the end piece 18 of the semi-mobile contact 19 is less than that of the hollow end piece 16 of the mobile contact.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant
en position de fermeture, le contact semi mobile 19 est en contact par son embout 18 avec ltextrémité 16 du contact mobile 14.The operation of the device is as follows
in the closed position, the semi-mobile contact 19 is in contact by its end piece 18 with the end 16 of the mobile contact 14.
Le courant passe par la borne 3, la virole 5, les doigts 13, le contact mobile 14 les contacts 12, la virole 8 et la borne 2. Current flows through terminal 3, ferrule 5, fingers 13, movable contact 14 contacts 12, ferrule 8 and terminal 2.
On notera que le contact entre l'embout métallique 18 du contact semi-mobile et le contact mobile 14 se trouve derrière les contacts principaux par rapport au sens de déplacement du contact mobile à l'ouverture. It will be noted that the contact between the metal end piece 18 of the semi-mobile contact and the mobile contact 14 is located behind the main contacts relative to the direction of movement of the mobile contact upon opening.
A l'ouverture, provoquée dans le sens de la flèche par un mécanisme non représenté, le contact mobile 14 descend, ainsi que le contact semi-mobile 19 poussé par le ressort 20 par l'intermédiaire de la tige isolante 22. Un arc prend naissance entre 13 et 16. Quand la partie arrondie 17 de l'extrémité 16 du contact mobile 14 arrive au niveau du pare-étincelles 29, l'arc quitte les doigts 13 pour staccrocher sur ce pare-étincelle. Quand l'extrémité 18 de la tige 19 arrive au niveau de l'électrode 24, l'arc s'accroche définitivement entre cette dernière et l'embout 18 de la tige 19. At the opening, caused in the direction of the arrow by a mechanism not shown, the movable contact 14 descends, as well as the semi-movable contact 19 pushed by the spring 20 via the insulating rod 22. An arc takes birth between 13 and 16. When the rounded part 17 of the end 16 of the movable contact 14 arrives at the spark arrester 29, the arc leaves the fingers 13 to hang on this spark arrester. When the end 18 of the rod 19 reaches the level of the electrode 24, the arc hooks definitively between the latter and the end piece 18 of the rod 19.
il y a commutation du courant dans la bobine. Le courant passe en effet par la borne 3, la virole 5, la couronne 33, la bobine 21, l'électrode 24, l'arc 40, et la tige 19. La commutation est facilitée par la compression de gaz dans le volume 32 par le piston 23 et le soufflage au niveau du volume 36. there is switching of the current in the coil. The current in fact passes through terminal 3, the ferrule 5, the crown 33, the coil 21, the electrode 24, the arc 40, and the rod 19. The switching is facilitated by the compression of gas in the volume 32 by the piston 23 and the blowing at the level of the volume 36.
L'ensemble 19 et 14 continue de descendre. En fin de course de la tige 19, le contact mobile continue seul sa course. The set 19 and 14 continues to descend. At the end of the travel of the rod 19, the movable contact continues on its own.
Un deuxième arc 41 (figure 2) s'établit entre 17 et 18, tandis que le premier arc 40 continue de tourner entre la couronne 24 et l'embout 18 de la tige 19. A second arc 41 (FIG. 2) is established between 17 and 18, while the first arc 40 continues to rotate between the crown 24 and the endpiece 18 of the rod 19.
Une partie des gaz chauds stéchappe par le conduit 15 aspirés par la dépression créée par le piston 23 et par le conduit 42 et les ouvertures 39. Some of the hot gases escape through the pipe 15 drawn in by the vacuum created by the piston 23 and through the pipe 42 and the openings 39.
Quand la tige 14 quitte la buse isolante 25, l'arc 41 est soufflé par le gaz chauffé et comprimé de la chambre d'arc 27 dans le volume 31 à travers l'orifice 50. When the rod 14 leaves the insulating nozzle 25, the arc 41 is blown by the heated and compressed gas from the arc chamber 27 in the volume 31 through the orifice 50.
Au passage par zéro du courant, il y a extinction simultanée des deux arcs 40 et 41. When the current crosses zero, the two arcs 40 and 41 are simultaneously extinguished.
La figure 3 montre l'appareil en position d'ouverture. Figure 3 shows the device in the open position.
A l'enclenchement, le tube mobile 14 monte à l'aide d'un mécanisme non représenté. il touche d'abord la tige 19. L'écartement des doigts 13, du pare-étincelles 29, de la couronne 24 par rapport à l'embout métallique 18, de même la ligne de fuite de la tige isolante 22 permettent de tenir la tension. Upon engagement, the movable tube 14 mounts using a mechanism not shown. it first touches the rod 19. The spacing of the fingers 13, of the spark arrester 29, of the crown 24 relative to the metal end piece 18, likewise the line of flight of the insulating rod 22 make it possible to hold the voltage.
Quand l'extrémité du tube mobile 14 s'approche du pare-étincelles 29, un arc s'amorce entre l'embout 18 et le pare-étincelles 29. When the end of the movable tube 14 approaches the spark arrester 29, an arc strikes between the end piece 18 and the spark arrester 29.
L'arc est shunté après quand l'embout creux 16 touche les doigts 13.The arc is shunted afterwards when the hollow tip 16 touches the fingers 13.
La disposition des doigts de contact permanent à l'intérieur de la bobine 21 simplifie la construction et permet de mettre plus facilement la bobine 21 à l'intérieur de l'enveloppe isolante 4. The arrangement of the permanent contact fingers inside the coil 21 simplifies the construction and makes it easier to put the coil 21 inside the insulating envelope 4.
il est bien entendu que tous les cas où il est nécessaire d'avoir un courant nominal plus élevé, une autre couronne de doigts permanents peut être ajoutée et fixée à l'extérieur de la bobine comme c'était le cas décrit dans le brevet principal. Cette couronne de doigts sera en parallèle électriquement avec les doigts de contact permanent 13.it is understood that in all cases where it is necessary to have a higher nominal current, another ring of permanent fingers can be added and fixed to the outside of the coil as was the case described in the main patent . This ring of fingers will be electrically parallel with the permanent contact fingers 13.
La commutation d'arc se fait principalement entre l'embout creux 16, le pare-étincelles 29, le contact semi-mobile 19 et l'élec- trode 24 de la bobine. Ceci évite d'avoir un contact électrique glissant entre l'électrode 24 et le contact semi-mobile 19. Arc switching takes place mainly between the hollow end-piece 16, the spark arrester 29, the semi-mobile contact 19 and the electrode 24 of the coil. This avoids having a sliding electrical contact between the electrode 24 and the semi-mobile contact 19.
L'écartement entre l'électrode 24 et la buse 16 du tube de contact mobile 14 permet d'éviter le passage systématique du courant dans la bobine à chaque fermeture sur court-circuit. The spacing between the electrode 24 and the nozzle 16 of the movable contact tube 14 makes it possible to avoid the systematic passage of current in the coil at each closing on short circuit.
Les doigts de contact 13 ne s'appuient pas sur le contact semimobile 19. Ceci permet une réduction de l'énergie du ressort de rappel 20. The contact fingers 13 do not rest on the semi-mobile contact 19. This allows a reduction in the energy of the return spring 20.
On améliore la commutation de l'arc et la coupure en particulier quand le courant à couper est faible, en utilisant le déplacement du piston 23 où s'appuie le ressort 20 pour comprimer légèrement le gaz dans le volume 32. Ce gaz comprimé entre dans l'enceinte 36 par les ouvertures 28, puis traverse le pare-étincelles 29, et passe dans la chambre d'arc 27. The switching of the arc and the breaking is improved in particular when the current to be cut is low, by using the displacement of the piston 23 where the spring 20 is supported to slightly compress the gas in the volume 32. This compressed gas enters the enclosure 36 through the openings 28, then passes through the spark arrester 29, and passes into the arc chamber 27.
A la fermeture, le tube de contact mobile 14 comprime le ressort 20, la montée en pression dans le volume 38 fait ouvrir les clapets 37 permettant d'égaliser la pression entre les deux volumes 38 et 32. When closing, the movable contact tube 14 compresses the spring 20, the pressure build-up in the volume 38 causes the valves 37 to open, making it possible to equalize the pressure between the two volumes 38 and 32.
A cet effet, les clapets sont agencés de manière à ne s'ouvrir qu'à l'enclenchement du disjoncteur. To this end, the valves are arranged so that they only open when the circuit breaker is engaged.
Claims (7)
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| FR7915417A FR2459543A1 (en) | 1979-06-15 | 1979-06-15 | HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER WITH ROTATING ARC AND SELF-BLOWING |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2490397A2 true FR2490397A2 (en) | 1982-03-19 |
| FR2490397B2 FR2490397B2 (en) | 1983-06-24 |
Family
ID=26221205
Family Applications (1)
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| FR8019903A Granted FR2490397A2 (en) | 1979-06-15 | 1980-09-16 | HV gas filled circuit breaker with semi-mobile arcing contact - uses arcing contact which moves down into arc chamber to divert arc current away from fixed contacts and form second series arc |
Country Status (1)
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