FR2506067A1

FR2506067A1 - High voltage circuit breaker - where main switch has by=pass circuit contg. rows of resistors employed to quench arc when switch is opened

Info

Publication number: FR2506067A1
Application number: FR8109707A
Authority: FR
Inventors: Edmond Thuries
Original assignee: Alsthom Atlantique SA
Current assignee: Alsthom Atlantique SA
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1981-05-15
Publication date: 1982-11-19
Also published as: FR2506067B1

Abstract

The circuit breaker is located inside an envelope filled with compressed gas, and has at least one main switch or cut-out (a) with a mobile contact, and an auxiliary switch (b) with sec. contacts. Switch (a) has a by-pass circuit contg. a row of resistors (RU), which are each shunted by a resistance (RT). Each resistor (RT) possesses a resistance which suddenly increases greatly when a critical temp. is reached; and these resistors are pref. based on barium titanate. Each resistor (RU) has a resistance which varies with the voltage and where its conductivity grows exponentially with an increase in voltage; resistors (RU) are pref. based on doped zinc oxide. One preferred circuit breaker is designed for voltages below 30 kV. The main switch (a) has a relatively small size, but efficient arc quenching is achieved.

Description

Disjoncteur à haute tension
La présente invention concerne un disjoncteur à haute tension du type comprenant une enveloppe remplie de gaz comprimé et renfermant un point de coupure principal aux bornes duquel est relié, en parallèle, un point de coupure auxiliaire en série avec un Jeu de résistances.High voltage circuit breaker
The present invention relates to a high voltage circuit breaker of the type comprising an envelope filled with compressed gas and containing a main cutoff point at the terminals of which is connected, in parallel, an auxiliary cutoff point in series with a set of resistors.

Par point de coupure principal (ou, en abrégé, coupure principale), on entend un interrupteur qui insère le Jeu de résistances dans le circuit du disjoncteur au moment de la coupure de manière à réduire le courant. By main cut-off point (or, for short, main cut-off), is meant a switch which inserts the Set of resistors into the circuit-breaker at the time of cut-out so as to reduce the current.

Par point de coupure auxiliaire (ou, en abrégé, coupure auxiliaire), on entend un interrupteur qui n'a alors à couper que le courant réduit à une faible amplitude par la résistance. By auxiliary cut-off point (or, for short, auxiliary cut-off), is meant a switch which then only has to cut the current reduced to a low amplitude by the resistance.

Les résistances habituellement utilisées sont des résistances métalliques ou à base de graphite, ayant donc une valeur ohmique sensiblement constante. The resistors usually used are metallic or graphite-based resistors, therefore having a substantially constant ohmic value.

Si on utilise, pour l'équipement des disjoncteurs, des résistances ayant une valeur ohmique élevée (plusieurs milliers ou dizaines de milliers d'ohms) > l'insertion de la résistance est difficile et la coupure principale doit être largement dimensionnée pour obtenir un soufflage très efficace de l'arc principal ; mais le courant réduit par la résistance est très faible (quelques ampères) et souvent un simple sectionneur peut suffire pour le couper. If resistors with a high ohmic value (several thousand or tens of thousands of ohms) are used for the equipment of the circuit breakers> the insertion of the resistance is difficult and the main break must be large enough to obtain a supply air very efficient of the main arch; but the current reduced by the resistance is very low (a few amps) and often a simple disconnector can be enough to cut it.

Si la résistance est de faible valeur ohmique, son insertion est plus facile et la coupure principale plus simple et moins onéreuse, mais le courant traversant la résistance et coupée par la coupure auxiliaire peut atteindre ou même dépasser 2000A, ce qui impose une coupure auxiliaire plus complexe avec soufflage de gaz et nécessite une grande dissipation d'énergie dans la résistance ; celle-ci et son enveloppe sont volumineuses. If the resistance is of low ohmic value, its insertion is easier and the main cut is simpler and less expensive, but the current passing through the resistance and cut by the auxiliary cut can reach or even exceed 2000A, which imposes an auxiliary cut more complex with gas blowing and requires a great dissipation of energy in the resistance; this one and its envelope are voluminous.

On a aussi installé des résistances de valeur variable avec la tension (résistances non linéaires) ; mais ces résistances présentent des valeurs très élevées. Resistors of variable value with voltage were also installed (non-linear resistors); but these resistances have very high values.

On connaît également, notamment par le brevet anglais nO 645 004, l'emploi de résistances non linéaires de faible valeur lors de la fermeture, mais de valeur élevée à l'ouverture. Also known, in particular from English patent No. 645 004, the use of non-linear resistors of low value during closing, but of high value at opening.

Un but de la présente invention est de réaliser un disjoncteur à haute tension à gaz comprimé avec insertion de résistance à l'ouverture permettant d'une part ltemploi d'une- coupure principale de faible dimensionnement et soufflage faible ou nul, et d'autre part d'une coupure auxiliaire sans soufflage de gaz. An object of the present invention is to provide a high voltage circuit breaker with compressed gas with insertion of opening resistance allowing on the one hand the use of a main cut-out of small size and low or no blowing, and on the other hand part of an auxiliary cut without gas blowing.

La demanderesse a eu l'idée d'utiliser des résistances variables avec la température ayant des caractéristiques voisines de celles représentées dans le graphique de la figure 1. The Applicant has had the idea of using variable resistances with temperature having characteristics close to those shown in the graph in FIG. 1.

Ces résistances ont une valeur ohmique sensiblement constante ou baissant légèrement dans une zone de température comprise entre 20 et 1200C par exemple (de 60 à 40 ohms par exemple) et croissent ensuite très rapidement (20 000 ohms à 140 , 300 000 ohms à 1500 et 3 000 000 ohms à 1600). These resistors have an ohmic value substantially constant or slightly decreasing in a temperature zone between 20 and 1200C for example (from 60 to 40 ohms for example) and then grow very quickly (20,000 ohms to 140, 300,000 ohms to 1500 and 3,000,000 ohms at 1,600).

De telles résistances sont connues, mais n'ont jamais été utilisées dans les disjoncteurs. En effét; en pratique, o n peut utiliser plusieurs éléments résistants en série, soit dans une seule enveloppe, soit dans plusieurs enveloppes principales en série. Such resistors are known, but have never been used in circuit breakers. Indeed; in practice, it is possible to use several resistant elements in series, either in a single envelope or in several main envelopes in series.

Les éléments subissent des échauffements différents par suite, les tensions apparaissant entre leurs bornes peuvent être mal distribuées ; certains éléments sont surchargés, d'autres au contraire sont plus chargés. Une répartition capacitive de tension entre ces éléments serait volumineuse et onéreuse. The elements undergo different heating consequently, the tensions appearing between their terminals can be badly distributed; some elements are overloaded, others on the contrary are more loaded. A capacitive voltage distribution between these elements would be bulky and expensive.

La demanderesse a observé qu'en associant en parallèle aux résistances du type désigné ci-après par résistances de type RT, des résistances dont la valeur ohmique détroit quand la tension augmente (et désignées par résistances de type RU), on réussit à allier les avantages de résistances d'insertion de faible valeur à l'ouverture (insertion aisée) et de forte valeur au moment de la coupure de l'arc du courant résiduel. The Applicant has observed that by combining in parallel with the resistors of the type designated hereinafter by RT type resistors, resistors whose ohmic value decreases when the voltage increases (and designated by resistors of RU type), it is possible to combine the advantages of insertion resistors of low value at the opening (easy insertion) and of high value at the time of breaking of the arc of the residual current.

L'échauffement des résistances de type RT reste modéré, si la résistance est "monobloc" et de faible longueur, la température varie peu le long de la résistance et tout accroissement de température conduit à une résistance plus élevée qui limite le courant et le réduit ; la température atteint une valeur d'équilibre très rapidement. Sitar contreJla résistance n'est pas monobloc mais constituée d'éléments en série, ces éléments -peuvent présenter à un instant donné des températures différentes ce qui pour la résistance la plus chaude entraine une tension plus élevée que pour les autres résistances moins chaudes qu'elle mais cette tension plus élevée aux bornes de cette résistance RT plus chaude est appliquée aussi aux bornes de la résistance RU correspondante qui devient plus conductrice et dérive une partie du courant traversant la résistance RT plus chaude, de ce fait il y aura auto-limitation du courant, donc de l'échauffement des résistances RT et répartition équitable de la tension sur les résistances RT en série. The heating of RT type resistors remains moderate, if the resistance is "monoblock" and of short length, the temperature varies little along the resistance and any increase in temperature leads to a higher resistance which limits the current and reduces it ; the temperature reaches an equilibrium value very quickly. Sitar contreJla resistance is not monobloc but made up of elements in series, these elements -may present at a given time different temperatures which for the hottest resistance leads to a higher voltage than for other resistors less hot than it but this higher voltage across this hotter RT resistor is also applied across the corresponding RU resistor which becomes more conductive and derives part of the current flowing through the hotter RT resistor, therefore there will be self-limitation of the current, therefore of the heating of the RT resistors and equitable distribution of the voltage on the RT resistors in series.

L'invention a donc pour objet un disjoncteur à haute tension destiné à couper un circuit parcouru par un courant, comprenant, dans une enveloppe remplie de gaz comprimé, au moins un point de coupure principal, comprenant un contact mobile principal, un point de coupure secondaire comprenant des contacts secondaires et au moins un Jeu de résistances ainsi que des moyens pour insérer temporairement un desdits jeux dans ledit circuit à -couper pendant le processus d'ouverture du disjoncteur/ chaque Jeu de résistances comprenant un ou plusieurs éléments disposés en série, caractérisé en ce que chaque élément est formé par la mise en parallèle d'une part d'une résistance d'un premier type variable avec la température RT dont la caractéristique résistance en fonction de la température présente un coude marqué au voisinage d'une valeur donnée de température au-dessous de laquelle le coefficient de température est faible, positif ou négatif et au-dessus de laquelle le coefficient de température positif croit exponentiellement avec la température, et d'autre part d'une résistance d'un second type variable avec la tension RU dont la caractéristique de conductance croit exponentiellement avec la tension appliquée à ses bornes. The invention therefore relates to a high voltage circuit breaker intended to cut a circuit traversed by a current, comprising, in an envelope filled with compressed gas, at least one main cut-off point, comprising a main movable contact, a cut-off point secondary comprising secondary contacts and at least one set of resistors as well as means for temporarily inserting one of said sets in said circuit to be cut during the circuit breaker opening process / each set of resistors comprising one or more elements arranged in series, characterized in that each element is formed by placing a resistor of a first variable type in parallel with the temperature RT, the resistance characteristic of which as a function of the temperature has a marked bend in the vicinity of a value temperature data below which the temperature coefficient is low, positive or negative and above which the temperature coefficient e positive increases exponentially with temperature, and on the other hand a resistance of a second variable type with voltage RU whose conductance characteristic increases exponentially with the voltage applied across its terminals.

Avantageusement la résistance RT du premier type est à base de titanate de baryum. Advantageously, the RT resistance of the first type is based on barium titanate.

De préférence la résistance RU du second type est à base d'oxyde de zinc dopé. Preferably the resistance RU of the second type is based on doped zinc oxide.

L'invention est précisée par la description ci-après de plusieurs modes de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est un diagramme représentant les variations de la valeur ohmique en fonction de la température d'une résistance utilisée dans le disjoncteur de l'inventiont - la figure 2 est un schéma électrique d'un disjoncteur selon l'invention - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un disjoncteur muni de résistances selon l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure - la figure 5 est une vue agrandie d'une portion de la figure 3 représentant la boite inférieure du disjoncteur/ - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5} - la figure 7 est une vue développée d'une variante de réalisation de la boite de la figure 5, - la figure 8 est une vue en coupe transversale d'un disjoncteur selon un autre mode de réalisation de l'invention - les figures 8A et 8B sont des vues partielles en coupe selon les lignes AA et BB de la figure 8
2 - la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX-IX de la figure 8.The invention is clarified by the following description of several embodiments of the invention, with reference to the appended drawing, in which - FIG. 1 is a diagram representing the variations of the ohmic value as a function of the temperature of a resistor used in the circuit breaker of the inventiont - Figure 2 is an electrical diagram of a circuit breaker according to the invention - Figure 3 is a cross-sectional view of a circuit breaker provided with resistors according to the invention, - the Figure 4 is a sectional view along line IV-IV of the figure - Figure 5 is an enlarged view of a portion of Figure 3 showing the lower box of the circuit breaker / - Figure 6 is a sectional view along the line VI-VI of Figure 5} - Figure 7 is a developed view of an alternative embodiment of the box of Figure 5, - Figure 8 is a cross-sectional view of a circuit breaker according to another mode of embodiment of the invention - FIGS. 8A and 8B are views through cross sections along lines AA and BB of figure 8
2 - Figure 9 is a sectional view along line IX-IX of Figure 8.

L'invention s'applique à un disjoncteur à haute tension qui comprend, comme le montre le schéma de la figure 2, pour chaque phase telle que PI à couper, un interrupteur principal 1 (ou coupure principale) et un interrupteur auxiliaire (ou coupure auxiliaire) d'insertion 2 d'un Jeu de résistances. The invention applies to a high voltage circuit breaker which comprises, as shown in the diagram in FIG. 2, for each phase such as PI to be cut, a main switch 1 (or main break) and an auxiliary switch (or break auxiliary) of insertion 2 of a set of resistors.

Selon l'invention, le Jeu résistance est constitué par une pluralité de résistances RU1, RU2,... RU n du type variable avec la température dont la caractéristique présente un coude marqué pour une valeur précise de la température, chaque résistance RU étant shuntée par une résistance RT (RT1 associée à RU1, RT2
à RU2, etc...) dont la conductance croit avec la tension à
ses bornes.According to the invention, the resistance set consists of a plurality of resistors RU1, RU2, ... RU n of the variable type with the temperature, the characteristic of which has a marked bend for a precise value of the temperature, each resistance RU being shunted. by an RT resistor (RT1 associated with RU1, RT2
at RU2, etc ...) whose conductance increases with the voltage at
its limits.

La figure 1 est un diagramme de la valeur ohmique de
la résistance de type RT en fonction de la température. L'échelle
des ordonnées est logarithmique. On voit qu'au-dessous de 1400C
la valeur de la résistance est sensiblement constante. Au-dessus
de cette valeur de la température, la courbe présente un coude
très marqué.Figure 1 is a diagram of the ohmic value of
RT type resistance as a function of temperature. The scale
ordinate is logarithmic. We see that below 1400C
the resistance value is substantially constant. Above
of this temperature value, the curve has a bend
very affected.

Ce type de résistance est à base de titanate de baryum
dopé.This type of resistance is based on barium titanate
dope.

Les résistances RU1, RU2, ..., RU n qui, dans la figure 2
shuntent respectivement les résistances RTt, RT2,.., RT n par
des ponts 3, 4, 5, sont à base d'oxyde de zinc dopé.Resistors RU1, RU2, ..., RU n which, in Figure 2
respectively shunt resistances RTt, RT2, .., RT n by
bridges 3, 4, 5 are based on doped zinc oxide.

Le fonctionnement du schéma de la figure 2 est le suivant quand le disjoncteur est fermé, les interrupteurs 1 et 2 sont fermés, le courant passe presque entièrement dans 1 ; en effet, les résistances RU1, RU2, ...,RUn, Ru1, RT2, ..., RT branchées
RU1, RU2, RUn RT1, RT2, n en série-parallèle présentent à la température de l'air ambiant une résistance de quelques ohms, ou dizièmes d'ohms, alors que la résistance propre de l'interrupteur 1 est très souvent inférieure à quelques dizaines de microhms.The operation of the diagram in FIG. 2 is as follows when the circuit breaker is closed, the switches 1 and 2 are closed, the current flows almost entirely through 1; indeed, the resistors RU1, RU2, ..., RUn, Ru1, RT2, ..., RT connected
RU1, RU2, RUn RT1, RT2, n in series-parallel have at the ambient air temperature a resistance of a few ohms, or tenths of ohms, while the natural resistance of switch 1 is very often less than a few dozen microhms.

Au déclenchement, l'interrupteur 1 s'ouvre ; un arc prend
naissance, shunté par les résistances, et qui s'éteindra au
plus tard au premier passage par zéro du courant ; le courant
passe dans les résistances RT/les échauffe par effet Joule (il
ne passe que très peu-de courant dans RU puisque la tension
aux bornes de ces résistances reste relativement basse) ; la
distance entre las contacts principaux de l'interrupteur 1
est suffisante pour éviter un réallumage : le courant est réduit
à une très faible valeur, quelques ampères au plus ; l'interrupteur 2
s'ouvre à son tour et coupe facilement un tel courant.On release, switch 1 opens; a bow takes
birth, shunted by resistances, and which will die out at
later at the first zero crossing of the current; the stream
passes through RT resistors / heats them by Joule effect (it
very little current flows through RU since the voltage
across these resistors remains relatively low); the
distance between the main contacts of switch 1
is sufficient to avoid re-ignition: the current is reduced
at a very low value, a few amps at most; switch 2
opens in turn and easily cuts such a current.

En cas d'écart d'échauffement entre les éléments RT en série, des résistances de valeurs différentes se trouvent en série et une tension élevée ( la chute de tension dans la résistance la plus chaude) peut apparattre qui serait dangereuse pour l'élément résistance ; mais la valeur de résistance RU qui est en parallèle diminue quand la tension s'élève ce qui entrasse la diminution du courant dans la résistance RT correspondante la résistance RU s'oppose donc aux variations différentes de l'échauffement des résistances RT par une régulation automatique du courant dans RT. If there is a difference in temperature between the RT elements in series, resistors of different values are in series and a high voltage (the voltage drop in the hottest resistor) may appear which would be dangerous for the resistance element ; but the resistance value RU which is in parallel decreases when the voltage rises which builds up the decrease in current in the corresponding RT resistance the resistance RU therefore opposes the different variations in the heating of the RT resistors by automatic regulation of current in RT.

La figure 3 représente, vue en coupe transversale, un disjoncteur à haute tension renfermant de l'hexafluorure de soufre et qui est muni des résistances décrites plus haut. 3 shows, in cross section, a high voltage circuit breaker containing sulfur hexafluoride and which is provided with the resistors described above.

En réalité, la figure 3 représente la partie du disjoncteur correspondant à une phase, étant entendu que le disjoncteur comprend trois ensembles identiques distincts. In reality, FIG. 3 represents the part of the circuit breaker corresponding to a phase, it being understood that the circuit breaker comprises three distinct identical sets.

On a également supposé qu'il y a une seule chambre de coupure par phase, l'extension à une pluralité de chambres de coupure par phase est évidente et à la portée de l'homme de l'art. It has also been assumed that there is only one interrupting chamber per phase, the extension to a plurality of interrupting chambers per phase is obvious and within the reach of those skilled in the art.

Un châssis 10 supporte un isolateur support creux 11 et une boite d'aiguillage 12 dont le rôle sera expliqué plus loin. Un plateau 13 portant une prise de courant 15 ferme une enveloppe isolante 14 munie d'ailettes pour le montage à l'extérieur un couvercle 16 ferme la partie supérieure de l'enceinte 14 et porte l'autre prise de courant 17. A frame 10 supports a hollow support insulator 11 and a switch box 12 whose role will be explained below. A plate 13 carrying an outlet 15 closes an insulating envelope 14 provided with fins for mounting outside a cover 16 closes the upper part of the enclosure 14 and carries the other outlet 17.

A la partie interne du couvercle 16 se trouve une tige de contact fixe 18, terminée par des stries orientées de façon à faire tourner l'arc quand celui-ci prend naissance, et centrée dans l'axe de l'enveloppe. At the inner part of the cover 16 is a fixed contact rod 18, terminated by streaks oriented so as to rotate the arc when it arises, and centered in the axis of the envelope.

Autour de cette tige de contact 18 sont réparties régulièrement des piles de galettes de résistances, logées dans des cylindres isolants tels que 19 et 20. Comme le montre la figure 4, il y a 8 piles de résistances, groupées par deux, soit 4 jeux de 2 résistances, une variable avec la température 21, (21a, 21b, 21c), l'autre variable avec la tension 22 (22a, 22b, 22c) correspondant respectivement à RT et RU de la figure 2. Around this contact rod 18 are regularly distributed stacks of resistance wafers, housed in insulating cylinders such as 19 and 20. As shown in FIG. 4, there are 8 resistance stacks, grouped in pairs, ie 4 sets of 2 resistors, one variable with the temperature 21, (21a, 21b, 21c), the other variable with the voltage 22 (22a, 22b, 22c) corresponding respectively to RT and RU of figure 2.

Chaque paire de piles est munie à sa base d'un plateau individuel 23 (23a, 23b, 23c) maintenant entre elles les deux piles de la paire et les centrant dans l'enveloppe 14 ; ces plateaux peuvent être partiellement isolants vers l'enveloppe isolante mais ils sont métalliques conducteurs et terminés par une plage de courant 24 (24a, 24b, 24c). Les galettes de résistance sont séparées par des rondelles conductrices 25 et les rondelles conductrices 25 de deux piles 22, 23 (22a, 23a etc..) juxtaposées sont reliées électriquement par des conducteurs 26 qui jouent le rôle des ponts 3, 4, 5 etc.. de la figure 2. Each pair of batteries is provided at its base with an individual tray 23 (23a, 23b, 23c) holding between them the two batteries of the pair and centering them in the envelope 14; these plates can be partially insulating towards the insulating envelope but they are metallic conductors and terminated by a current range 24 (24a, 24b, 24c). The resistance wafers are separated by conductive washers 25 and the conductive washers 25 of two juxtaposed batteries 22, 23 (22a, 23a etc.) are electrically connected by conductors 26 which act as bridges 3, 4, 5 etc. .. of figure 2.

Le plateau 13 porte des doigts de contact 27 pour collecter le courant sur la tige mobile 28. The plate 13 carries contact fingers 27 to collect the current on the movable rod 28.

L'équipage mobile comporte une tige 28 surmontée d'un contact principal en bout 29 coopérant avec le contact fixe 18 et possédant comme lui des stries orientées pour la rotation de l'arc. The moving element comprises a rod 28 surmounted by a main end contact 29 cooperating with the fixed contact 18 and having like it streaks oriented for the rotation of the arc.

La tige 28 est prolongée par une tige isolante 30 et par une tige en acier 31 ; la tige 31 est associée à des moyens qui lui permettent lorsqu'elle se déplace en translation dans un sens donné d'effectuer en même temps une rotation d'un angle donné (90Q par exemple). The rod 28 is extended by an insulating rod 30 and by a steel rod 31; the rod 31 is associated with means which allow it, when it moves in translation in a given direction, to perform at the same time a rotation of a given angle (90Q for example).

Ces moyens peuvent comprendre comme représentés dans les figures 5 et 6, des rainures verticales 40 (quatre dans l'exemple des figures pour une rotation de 900) -pratiquées dans la partie intérieure de la boite cylindrique 12. Ces rainures verticales portent une rampe 41 à leur partie supérieure. Les rainures verticales sont reliées en outre deux à deux par des rainures hélicoidales 42 allant du haut d'une rainure verticale au bas d'une rainure verticale voisine. These means may include, as shown in FIGS. 5 and 6, vertical grooves 40 (four in the example of the figures for a rotation of 900) -practiced in the inner part of the cylindrical box 12. These vertical grooves carry a ramp 41 at their top. The vertical grooves are further connected two by two by helical grooves 42 going from the top of a vertical groove to the bottom of a neighboring vertical groove.

La tige 31 porte un ergot 34 en forme de doigt, pouvant s'effacer à l'intérieur de la tige et rappelé par un ressort non visible dans les figures. The rod 31 carries a pin 34 in the shape of a finger, which can be erased inside the rod and recalled by a spring not visible in the figures.

Si la tige 31 se déplace de bas en haut, l'ergot suit une rainure verticale et stefface progressivement en arrivant sur la rampe et saille à nouveau après dépassement du point le plus haut de la rampe. If the rod 31 moves from bottom to top, the lug follows a vertical groove and gradually disappears when arriving on the ramp and protrudes again after passing the highest point of the ramp.

Si la tige redescend, l'ergot qui bute sur la partie haute de la rampe, ne peut qu'emprunter une rampe hélicodale il en résulte une rotation de la tige 31 de 900 au cours de sa translation. If the rod descends, the lug which abuts on the upper part of the ramp, can only take a helical ramp, this results in a rotation of the rod 31 of 900 during its translation.

En variante, les rainures ont la forme représentée dans la figure 7 qui est une développante de la surface interne du tube 12. As a variant, the grooves have the shape shown in FIG. 7 which is an involute of the internal surface of the tube 12.

Les rainures verticales 40A sont reliées aux rainures hélicoIdales 42A par des becs 44 aigus qui obligent l'ergot à suivre le chemin imposé (indiqué par les flèches) sans possibilité d'emprunter deux fois le même chemin. L'ergot alors n'a pas besoin d'être effaçable. The vertical grooves 40A are connected to the helical grooves 42A by acute beaks 44 which force the lug to follow the prescribed path (indicated by the arrows) without the possibility of taking the same path twice. The lug then does not need to be erasable.

En variante, et pour les deux modes de réalisations des moyens de mise en rotation de la tige 31 qui viennent d'être décrits, l'ergot peut être disposé sur la paroi de la boite 12, les rainures étant pratiquées à la surface de la tige 31 ellemême. As a variant, and for the two embodiments of the means for rotating the rod 31 which have just been described, the lug may be arranged on the wall of the box 12, the grooves being formed on the surface of the stem 31 itself.

En outrez il peut y avoir un ou plusieurs ergots. In addition there may be one or more pins.

Revenant à la figure 3, sur la partie conductrice de la tige 28 se trouve un bras 32 terminé par un contact 33 qui coopère successivement avec les quatre plages de contact 24, 24a, 24b, 24c, puis à nouveau 24, 24a, ...etc... Returning to FIG. 3, on the conductive part of the rod 28 is an arm 32 terminated by a contact 33 which cooperates successively with the four contact pads 24, 24a, 24b, 24c, then again 24, 24a, .. .etc ...

La plage 24 est suffisamment grande pour que le contact avec 33 dure assez longtemps pour éviter tout réallumage de l'arc entre les contacts 29 et 18. The range 24 is large enough for the contact with 33 to last long enough to avoid any re-ignition of the arc between the contacts 29 and 18.

L'enceinte 14, l'isolateur 11 et la boite 12 sont remplis de gaz isolant comme l'hexafluorure de soufre. The enclosure 14, the insulator 11 and the box 12 are filled with insulating gas such as sulfur hexafluoride.

Le fonctionnement du disjoncteur est le suivant l'appareil est fermé, le courant passe par 17, 16, 18, 29, 28, 27, 13, 15, une très faible fraction du courant passe aussi par 16, 21b/22b, 24b, 33, 32, 28, lors de l'ouverture, un organe de manoeuvre mécanique, hydraulique ou pneumatique fait descendre la tige 31, 30, 28, 29 en autorisant sa rotation ; un arc prend naissance entre 29 et 18, puis s'éteint au 1er passage par zéro du courant qui passe alors entièrement dans les résistances 21b et 22b, le courant réduit par ces résistances est coupé par séparation des contacts 33 et 24b. The circuit breaker operates as follows, the device is closed, the current flows through 17, 16, 18, 29, 28, 27, 13, 15, a very small fraction of the current also passes through 16, 21b / 22b, 24b, 33, 32, 28, during opening, a mechanical, hydraulic or pneumatic actuating member lowers the rod 31, 30, 28, 29 while allowing its rotation; an arc arises between 29 and 18, then goes out at the first zero crossing of the current which then passes entirely through the resistors 21b and 22b, the current reduced by these resistors is cut by separation of the contacts 33 and 24b.

Dans un premier temps, la course de 28 est rectiligne puis elle devient hélicodale ce qui entrain la tige à tourner de 900. Initially, the stroke of 28 is rectilinear then it becomes helical which causes the rod to turn 900.

Lors de la refermeture, la tige a un simple mouvement de translation du bas vers le haut sans rotation complémentaire, le contact se ferme entre 33 et la plage 24c située à l'arrière en bas des résistances 22a, 22c ; le contact principal se fermant très rapidement? le courant de fermeture n'a pas le temps d'échauffer suffisamment la résistance 21c pour l'amener à une température proche du coude de la figure 1. Moins chaude que la résistance 21b, elle est capable d'opérer sur une deuxième ouverture dans de bonnes conditions. La disposition avec 4 jeux de résistances autorise ainsi le cycle de manoeuvre suivant ouverture, refermeture, ouverture refermeture, ouverture, refermeture, ouverture. During reclosure, the rod has a simple translational movement from the bottom up without additional rotation, the contact closes between 33 and the range 24c located at the rear at the bottom of the resistors 22a, 22c; the main contact closing very quickly? the closing current does not have enough time to heat the resistor 21c enough to bring it to a temperature close to the bend in FIG. 1. Less hot than the resistor 21b, it is able to operate on a second opening in good conditions. The arrangement with 4 sets of resistors thus authorizes the operating cycle following opening, reclosing, opening reclosing, opening, reclosing, opening.

On pourrait ne disposer que 3 jeux de résistances pour satisfaire au cycle normal de manoeuvre, spécifié par les réglements. We could only have 3 sets of resistors to satisfy the normal operating cycle, specified by the regulations.

Dans ce cas, on prévoit trois paires de piles de résistances à 1200 et on dispose trois rainures dans la boite 12 de manière à permettre des rotations de 7200 de la tige de manoeuvre du contact mobile. In this case, three pairs of resistors at 1200 are provided and three grooves are placed in the box 12 so as to allow 7200 rotations of the operating rod of the movable contact.

Les figures 8 et 9 concernent un disjoncteur muni de jeux de résistances selon l'invention à deux coupures en série par pôle. FIGS. 8 and 9 relate to a circuit breaker provided with sets of resistors according to the invention with two breaks in series per pole.

Les figures représentent un pôle d'un tel disjoncteur. The figures represent a pole of such a circuit breaker.

La coupure est enfermée dans une enceinte métallique. The cut is enclosed in a metal enclosure.

Les sorties sepgnt décrites plus loin.The outputs are described below.

La partie activé reposant sur un chasses fld est uSe enveloppe métallique 50 en alliage d'aluminium de forme cylindrique dont les extrémités sont fermées par des capots 51 et 52, le capot 51 laissant passer l'arbre de commande 53. Deux ouvertures sont ménagées et terminées par des brides opposées 54 et 55. The activated part resting on a fld chase is a metal casing 50 made of cylindrical aluminum alloy, the ends of which are closed by covers 51 and 52, the cover 51 allowing the control shaft 53 to pass. Two openings are provided and terminated by opposite flanges 54 and 55.

Deux cônes isolants 56, 57 maintiennent les contacts fixes opposés 58 et 59 présentant latéralement une excroissance formant pare-étincelle 60 et 61. Two insulating cones 56, 57 hold the opposite fixed contacts 58 and 59 having laterally a protrusion forming a spark arrester 60 and 61.

Sur les contacts fixes sont montés de part et d'autre deux jeux de piles de résistances 65, 66 ; 65a, 66a, ; et 67, 68 ; 67a, 68a. On the fixed contacts are mounted on either side two sets of resistor batteries 65, 66; 65a, 66a,; and 67, 68; 67a, 68a.

Les résistances 65, 67, 65a, 67a sont variables avec la température RT et les résistances 66, 68, 66a, 68a sont variables avec la tension RU. Les piles sont disposées inclinées et sont terminées par un contact glissant 69, 70, 69a, 70a. Resistors 65, 67, 65a, 67a are variable with temperature RT and resistors 66, 68, 66a, 68a are variable with voltage RU. The batteries are arranged inclined and are terminated by a sliding contact 69, 70, 69a, 70a.

L'équipage mobile comporte un arbre 53 comportant des extrémités métalliques tournant dans les paliers 71, 72 prévus sur des traverses 73, 74. The mobile assembly comprises a shaft 53 comprising metal ends rotating in the bearings 71, 72 provided on crosspieces 73, 74.

Deux parties isolantes 75, 76 à longue ligne de fuite et une partie centrale 77 sur laquelle sont placés plusieurs bras. Two insulating parts 75, 76 with a long line of flight and a central part 77 on which several arms are placed.

Quatre bras en croix, formant contacts principaux 78, 79, 80, 81 présentent chacun une excroissance pare étincelle telle que 82, 83, 82a, 83a, qui va coopérer avec les pare-étincelles 60, 61. Ces bras sont dans l'axe de l'appareil. Four cross arms, forming main contacts 78, 79, 80, 81 each have a spark protector such as 82, 83, 82a, 83a, which will cooperate with the spark arrester 60, 61. These arms are in the axis of the device.

- Deux bras 84a et 85a plus longs que les bras principaux 7880 décalés angulairement en avant de 20 à 250 avec les bras principaux 78-80 (voir figure 8) et décalés latéralement (sur l'arrière de la figure 9).- Two arms 84a and 85a longer than the main arms 7880 offset angularly in front of 20 to 250 with the main arms 78-80 (see Figure 8) and offset laterally (on the back of Figure 9).

- Deux bras 84 et 85 plus longs que les bras principaux 7981 décalés angulairement en avant de 20 à 250 avec les bras principaux 79-81 et décalés latéralement sur l'avant de la figure 8 (visible dans la figure 9) les bras 84-85 forment donc un angle de 900 avec les bras 84a, 85a.- Two arms 84 and 85 longer than the main arms 7981 angularly offset in front of 20 to 250 with the main arms 79-81 and laterally offset on the front of Figure 8 (visible in Figure 9) the arms 84- 85 therefore form an angle of 900 with the arms 84a, 85a.

- Les sorties de l'enveloppe métallique 50 se font dans le cas d'un disjoncteur conventionnel par deux traversées situées de part et d'autre de l'enveloppe mais dont une seule est représentée en coupe partielle sur la gauche de la figure, un cornet 100 est surmonté d'une traversée isolante 101, les conducteurs 102 et 103 sont centrés dans le cornet et la traversée, ils sont reliés d'une part à la partie conductrice traversant le cône 56, d'autre part à la prise de courant 104 pour le raccordement.- The outputs of the metal casing 50 are made in the case of a conventional circuit breaker by two crossings located on either side of the casing but only one of which is shown in partial section on the left of the figure, a horn 100 is surmounted by an insulating bushing 101, the conductors 102 and 103 are centered in the horn and the bushing, they are connected on the one hand to the conductive part passing through the cone 56, on the other hand to the socket outlet 104 for connection.

Un déflecteur 105 répartit le champ électrique, et au moins un transformateur de courant 106 est placé à la base de la traversée.A deflector 105 distributes the electric field, and at least one current transformer 106 is placed at the base of the bushing.

-Dans le cas d'un poste sous enveloppe métallique rempli de gaz comprimé, les sorties se font par viroles 111 contenant le conducteur 110, dont une seule est représentée à la droite des figures 8 et 9.-In the case of a post in a metal envelope filled with compressed gas, the outlets are made by ferrules 111 containing the conductor 110, only one of which is shown on the right of FIGS. 8 and 9.

Il est aussi possible, dans une solution hybride d'avoir, comme cela est représenté dans les figures 8 et 9, d'un côté une traversée pour liaison aérienne, et de l'autre côté une virole pour liaison avec un Jeu de barres sous viroles. It is also possible, in a hybrid solution to have, as shown in Figures 8 and 9, on one side a bushing for air connection, and on the other side a ferrule for connection with a busbar under ferrules.

- les enveloppes sont remplies de SFS et possèdent leurs dispositifs de remplissage et de contrôle de la pression.- the envelopes are filled with SFS and have their filling and pressure control devices.

Le fonctionnement du disjoncteur est le suivant - l'appareil étant ouvert, une rotation de l'arbre 53 dans le sens de la flèche F fait entrer en contact et simultanément les contacts 78 et 58 d'une part et 80 et 59 d'autre part, après une course angulaire de 450. En fin de course, les bras 84a et 85a viennent en contact respectivement avec les contacts 69a et 70a) mettant ainsi en service les résistances 65a, 66a, 67a, 68a ; le courant passe presque entièrement dans les contacts principaux c'est-à-dire 103, tO2, 58, 60, 82a, 78, 80, 83a, 61, 59, 110. The circuit breaker operates as follows - the device being open, a rotation of the shaft 53 in the direction of the arrow F causes the contacts 78 and 58 to come into contact simultaneously and on the one hand and 80 and 59 on the other part, after an angular stroke of 450. At the end of the stroke, the arms 84a and 85a come into contact respectively with the contacts 69a and 70a) thus putting the resistors 65a, 66a, 67a, 68a into service; the current flows almost entirely through the main contacts, i.e. 103, tO2, 58, 60, 82a, 78, 80, 83a, 61, 59, 110.

- un très faible courant parcourt les résistances 65a, 66a, 67a, 68a situées à l'arrière du plan de la figure 8 et dans la partie supérieure de la figure 9.a very low current flows through the resistors 65a, 66a, 67a, 68a located at the rear of the plane of FIG. 8 and in the upper part of FIG. 9.

Lors du déclenchement par rotation de 450 de l'arbre 53, toujours dans le sens de la flèche F, les contacts principaux se séparent ; deux arcs principaux prennent naissance d'une part entre 0 et 82a et d'autre part entre 59, 33a ; le courant passe complètement-dans les résistances 65a, 66a, 67a, 68a, après extinction des arcs principaux, et le courant réduit par les résistances est coupé par les bras 84a et 85a, qui ont quitté les plages de contact 69, 70 après une certaine course linéaire entre les contacts principaux. When the shaft 53 is triggered by rotation of 450, still in the direction of the arrow F, the main contacts separate; two main arcs arise on the one hand between 0 and 82a and on the other hand between 59, 33a; the current flows completely through the resistors 65a, 66a, 67a, 68a, after the main arcs have gone out, and the current reduced by the resistors is cut by the arms 84a and 85a, which have left the contact pads 69, 70 after a some linear travel between the main contacts.

A la refermeture, les bras principaux 79 et 81 se fermeront tandis que les bras auxiliaires 84 et 85 se mettront en service, les résistances 65, 66, 67, 68 situées en avant du plan de la figure 8. Ainsi, lors de la prochaine coupure, les résistances 65, 66, 67, 68 qui n'ont pas été échauffées par le passage du courant lors de la coupure précédente sont aptes à assurer une coupure correcte, laissant se refroidir les résistances 65a, 66a, 67a, 68a. Upon reclosure, the main arms 79 and 81 will close while the auxiliary arms 84 and 85 will be put into service, the resistors 65, 66, 67, 68 located in front of the plane of FIG. 8. Thus, during the next breaking, the resistors 65, 66, 67, 68 which have not been heated by the passage of current during the previous breaking are capable of ensuring a correct breaking, allowing the resistors 65a, 66a, 67a, 68a to cool.

Le calage entre les bras auxiliaires et les bras principaux peut varier en fonction de leur écartement, il suffit que les distances entre les pièces des potentiels différents soient similaires. The timing between the auxiliary arms and the main arms can vary depending on their spacing, it is sufficient that the distances between the parts of different potentials are similar.

On peut munir la coupure principale d'un dispositif de soufflage de l'extrémité de l'arc, pour faciliter l'extinction de l'arc et l'insertion des résistances. The main cut-off can be fitted with a blowing device at the end of the arc, to facilitate the extinction of the arc and the insertion of the resistors.

On peut aussi placer les trois phases dans la même enceinte 50 qui serait plus longue et comporterait six sorties au lieu de trois, l'arbre serait unique, mais cela empêcherait la manoeuvre pôle par pôle. We can also place the three phases in the same enclosure 50 which would be longer and have six outputs instead of three, the tree would be unique, but this would prevent pole-by-pole maneuvering.

L'invention a été illustrée par deux exemples dans lesquels la coupure principale est shuntée par un ensemble comprenant, en série, une coupure auxiliaire et une résistance de coupure (montage parallèle). The invention has been illustrated by two examples in which the main break is shunted by an assembly comprising, in series, an auxiliary break and a break resistor (parallel mounting).

Bien entendu, l'invention s'applique, MUTATIS MUTANDIS, au cas du montage série dans lequel la coupure principale est shuntée en permanence par les résistances, la coupure auxiliaire étant en série avec la coupure principale, celle-ci pouvant s'ouvrir et se refermer après extinction de la coupure auxiliaire, cette dernière assurant la fermeture du courant. Of course, the invention applies, MUTATIS MUTANDIS, in the case of series mounting in which the main cut is permanently shunted by the resistors, the auxiliary cut being in series with the main cut, the latter being able to open and close after the auxiliary cut-off is extinguished, the latter ensuring the closing of the current.

Dans le cas de disjoncturs à moyenne tension (4usqutà 30 kV), les résistances du type RT sont homogènes et leur longueur est telle que l'on ne peut placer qu'une résistance par phase de ce fait, la répartition de tension entre des résistances connectées en série n'a plus de sens, et dans ce cas, on peut n'utiliser que des résistances de type RT, à l'exclusion des résistances de type RU. In the case of medium-voltage circuit breakers (4 to 30 kV), the RT type resistors are homogeneous and their length is such that only one resistance can be placed per phase, the voltage distribution between resistors connected in series no longer makes sense, and in this case, you can only use RT type resistors, excluding RU type resistors.

Claims

1 / High-voltage circuit breaker intended to cut a circuit traversed by a current, comprising, in an envelope filled with compressed gas, at least one main cut-off point comprising a main movable contact, a secondary cut-off point comprising secondary contacts and at at least one set of resistors as well as means for temporarily inserting one of said sets in said circuit to be cut during the opening process of the circuit breaker each set of resistors comprising one or more elements arranged in series, characterized in that each element is formed by the paralleling on the one hand of a resistance of a first variable type with the temperature (RT) whose characteristic resistance as a function of the temperature has a marked bend in the vicinity of a given value of temperature below which the temperature coefficient is low, positive or negative, and above which the positive temperature coefficient increases exponentially ent with the temperature, and on the other hand a resistance of a second type variable with the voltage (RU) whose conductance characteristic increases exponentially with the voltage applied to its terminals.

2 / A circuit breaker according to claim 1, characterized in that the resistance (RT) of the first type is based on barium titanate.

3 / Circuit breaker according to one of claims 1 and 2, characterized in that the resistance (RU) of the second type is based on doped zinc oxide.

4 / Circuit breaker according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises means for closing the circuit breaker on a set of resistors (21, 22) which have not been crossed by the current during the 'previous opening.

5 / Circuit breaker according to claim 4, characterized in that the resistance sets (21, 22) are regularly arranged around the main movable contact (28) and carry contacts (24) intended to cooperate with the secondary contacts themselves integral of the movable contact, the main movable contact being provided with means (31, 40, 41, 34) to enable it to perform a partial rotation on itself at the same time as it moves in translation in a given direction.

6 / A circuit breaker according to claim 5, characterized in that said means comprise a set of vertical grooves (40) connected by helical grooves (42), formed in the internal wall of a cylinder (12) in which engages a rod extending the movable contact, at least one lug (34) carried by said rod engaging in said grooves.

7 / circuit breaker according to claim 6, characterized in that said means comprise, practiced in the rod extending the movable contact, a set of parallel grooves connected by helical grooves, said grooves cooperating with at least one lug, fixed relative to said rod.

8 / Circuit breaker according to claim 6, characterized in that the movable main contact consists of first arms (82) rotating about an axis (53) perpendicular to the plane of the first arms, said secondary contacts being carried by second rotating arms about the same axis, said second arms (84) being angularly offset from one another and relative to the first arms and being located in at least one plane parallel to and distinct from the plane of the first arms, said second arms cooperating successively in rotation with the various sets of resistances.

9 / High-voltage circuit breaker intended to cut voltages below 30 kv, comprising, in an envelope filled with compressed gas, at least one main cut-off point comprising a main movable contact, a secondary cut-off point comprising secondary contacts and at at least one set of resistors as well as means for temporarily inserting one of said sets in said circuit to be cut during the circuit breaker opening process, characterized in that the resistors are of a type (RT) variable with temperature, the characteristic of which resistance as a function of temperature has a marked bend in the vicinity of a given temperature value below which the temperature coefficient is low, positive or negative, and above which the temperature coefficient increases exponentially with temperature .

10 / A circuit breaker according to claim 9, characterized in that the resistance is based on barium titanate.