FR2653611A1

FR2653611A1 - Reactance circuit-breaker

Info

Publication number: FR2653611A1
Application number: FR8913786A
Authority: FR
Inventors: Pham Van Doan; Martin Joseph; Willieme Jean-Marc
Original assignee: GEC Alsthom SA
Current assignee: Alstom Holdings SA
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-04-26
Anticipated expiration: 2009-10-20
Also published as: FR2653611B1

Abstract

The invention relates to a reactance circuit-breaker. Its subject is a reactance circuit-breaker comprising, for each phase, a plurality of cut-off chambers in series, characterised in that each cut-off chamber includes, in parallel, a voltage distributor capacitor, in that at least one chamber comprises, in parallel, a varistor and in that at least one chamber, which has no varistor at its terminals, has an instant of opening delayed with respect to the instant of opening of the other chambers. Application to circuit-breakers used for insertion and removal of reactances in electrical lines, of conventional or shielded types.

Description

La présente invention concerne un disjoncteur destiné notamment à l'insertion et à la désinsertion, dans une ligne électrique à haute tension d'une réactance. The present invention relates to a circuit breaker intended in particular for insertion and deactivation, in a high voltage power line of a reactance.

Contrairement à la coupure des bancs de condensateurs ou des lignes à vide, où la tension aux bornes du disjoncteur n'atteint sa valeur maximale, égale environ à 2 p.u.

Unlike the breaking of capacitor banks or no-load lines, where the voltage across the circuit breaker does not reach its maximum value, equal to approximately 2 pu

Un étant la tension composée ou nominale) qu'en 1/2 cycle, c'est-à-dire 10 millisecondes à 50Hz, la coupure des réactances entraîne des tensions aux bornes du disjoncteur (dU = U1 -U2) qui peuvent atteindre des valeurs maximales (environ 2 p.u.) en 0,1 à 0,2 milliseconde après l'extinction de l'arc (la fréquence d'oscillation f de la réactance est supposée égale à quelques kHz). Le risque d'amorçage entre les contacts du disjoncteur sera alors très grand, surtout pour les temps d'arc courts, c'est-à-dire lorsque les contacts ne sont pas encore suffisamment écartés.One being the compound or nominal voltage) that in 1/2 cycle, that is to say 10 milliseconds at 50Hz, the interruption of the reactors leads to voltages at the terminals of the circuit breaker (dU = U1 -U2) which can reach maximum values (approximately 2 pu) in 0.1 to 0.2 milliseconds after the arc is extinguished (the oscillation frequency f of the reactance is assumed to be equal to a few kHz). The risk of striking between the contacts of the circuit breaker will then be very great, especially for short arcing times, that is to say when the contacts are not yet sufficiently spaced.

Avec un temps d'arc faible, de l'ordre de 1 à 2 millisecondes environ, selon les disjoncteurs et les pressions utilisés, il y aura toujours amorçage entre contacts pendant l'accroissement de la tension dU. With a short arc time, of the order of 1 to 2 milliseconds approximately, depending on the circuit breakers and the pressures used, there will always be ignition between contacts during the increase in voltage dU.

L'amorçage dans ces conditions, qu'on appelle "amorçage bas" ou réallumage, ne donne pas de surtension élevée étant donnée la faible valeur de la tension d'amorçage ( < 1 p.u.); ce type d'amorçage intervient dans la zone A du diagramme de la figure 1, qui représente l'évolution des tensions U1 et U2 respectivement en aval et en amont du disjoncteur lors de l'ouverture de ce dernier. The ignition under these conditions, which is called "low ignition" or re-ignition, does not give a high overvoltage given the low value of the ignition voltage (<1 p.u.); this type of ignition occurs in zone A of the diagram in FIG. 1, which represents the evolution of the voltages U1 and U2 respectively downstream and upstream of the circuit breaker when the latter opens.

Pour les temps d'arc plus grands, par exemple entre 3 et 4 millisecondes environ, l'amorçage devient plus dangereux ( on se trouve dans la zone B du diagramme, avec une tension d'amorçage supérieure à 1 p.u.), car cet amorçage entraîne des surtensions plus élevées. On désigne cet amorçage par l'expression "amorçage haut". For longer arc times, for example between 3 and 4 milliseconds approximately, the ignition becomes more dangerous (we are in zone B of the diagram, with an ignition voltage greater than 1 pu), because this ignition leads to higher overvoltages. This priming is designated by the expression "top priming".

Les conséquences de ce type d'amorçage sont:
- une usure des contacts et de la buse isolante de soufflage,
- création d'ondes de tension à très haute fréquence dans le circuit, néfastes pour les enroulements des réactances ou des transformateurs.The consequences of this type of priming are:
- wear of the contacts and of the insulating blowing nozzle,
- creation of very high frequency voltage waves in the circuit, harmful for the windings of reactors or transformers.

Si l'amorçage survient au point C où la tension U1 atteint la valeur de crête négative, la surtension est maximale. If the ignition occurs at point C where the voltage U1 reaches the negative peak value, the overvoltage is maximum.

Pour les grands temps d'arc, par exemple supérieurs à 5 millisecondes, la distance entre les contacts peut être suffisante pour éviter tout amorçage. For long arc times, for example greater than 5 milliseconds, the distance between the contacts may be sufficient to avoid any ignition.

En résumé, la coupure est dangereuse dans notre exemple pour des temps d'arc compris entre 3 et 4 millisecondes. In summary, the cut is dangerous in our example for arc times between 3 and 4 milliseconds.

Ce problème très classique a reçu plusieurs solutions. This very classic problem has received several solutions.

I1 a été proposé de réaliser une ouverture dite synchronisée du disjoncteur, c'est-à-dire d'imposer au disjoncteur de ne s'ouvrir qu'au début de l'onde de courant afin d'avoir un temps d'arc assez long, supérieur par exemple à 6 millisecondes. Cette méthode est de mise en oeuvre onéreuse, car elle nécessite la présence d'un système de détection et d'un donneur d'ordre. I1 has been proposed to achieve a so-called synchronized opening of the circuit breaker, that is to say to require the circuit breaker to open only at the start of the current wave in order to have a sufficient arc time long, greater than 6 milliseconds for example. This method is expensive to implement, because it requires the presence of a detection system and a client.

On a proposé d'utiliser une varistance, reliée en parallèle aux bornes des contacts du disjoncteur, pour empêcher la tension d'atteindre le point C du diagramme de la figure 1. La varistance s'amorce (ou conduit) en absorbant l'énergie avant l'amorçage sur les contacts du disjoncteur. It has been proposed to use a varistor, connected in parallel to the terminals of the circuit breaker contacts, to prevent the voltage from reaching point C in the diagram in FIG. 1. The varistor starts (or leads) by absorbing energy before priming on the circuit breaker contacts.

Cette méthode est depuis longtemps utilisée pour la protection des contacts des relais en basse tension. This method has long been used for the protection of low voltage relay contacts.

On remarque immédiatement ce qui suit:
1/ Si la tension de fonctionnement de la varistance est fixée égale à 1 p.u. (fonctionnement au point O de la figure 1), on protégera très bien le disjoncteur et la réactance, mais en position déclenchée du disjoncteur après coupure du courant, la varistance fonctionnera en permanence à la valeur crête de la tension simple. Ce mode de fonctionnement doit être prohibé à cause de l'échauffement de la varistance, sauf si l'on met en série avec cette dernière un interrupteur qui l'isole rapidement.We immediately notice the following:
1 / If the operating voltage of the varistor is fixed equal to 1 pu (operation at point O in Figure 1), the circuit breaker and the reactance will be very well protected, but in the tripped position of the circuit breaker after power cut, the varistor will operate continuously at the peak value of the single voltage. This operating mode must be prohibited because of the heating of the varistor, unless a switch is placed in series with the latter which isolates it quickly.

2/ Si la tension de fonctionnement de la varistance est égale à 2 p.u (tension au point C du diagramme de la figure 1), on réduira les contraintes sur la varistance mais on ne protégera plus la zone d'amorçage comprise entre les points O et C (zone B), sauf au point C. 2 / If the operating voltage of the varistor is equal to 2 pu (voltage at point C of the diagram in Figure 1), we will reduce the stresses on the varistor but we will no longer protect the ignition zone between the points O and C (zone B), except in point C.

C'est donc bien une valeur intermédiaire dans la zone B qu'il faut choisir, valeur compatible avec le seuil souhaité de surtension à ne pas dépasser, avec l'échauffement et la caractéristique de la varistance, avec la capacité de coupure et de tenue diélectrique du disjoncteur. It is therefore indeed an intermediate value in zone B that must be chosen, a value compatible with the desired overvoltage threshold not to be exceeded, with the heating and the characteristic of the varistor, with the breaking and holding capacity. circuit breaker dielectric.

Examinons le cas pratique d'un disjoncteur à 2 chambres de coupure en série par phase, équipé de deux varistances à base d'oxyde de zinc fonctionnant à 1,5 p.u. Let us examine the practical case of a circuit breaker with 2 interrupting chambers in series per phase, equipped with two varistors based on zinc oxide operating at 1.5 p.u.

(point D du diagramme de la figure 1), soit 0,75 p.u. par varistance, et de deux condensateurs de répartition de tension.(point D of the diagram in Figure 1), i.e. 0.75 p.u. by varistor, and two voltage distribution capacitors.

En coupure et en position ouverte du disjoncteur, on a une répartition capacitive à peu près 50%, 50%. In break and in the open position of the circuit breaker, there is a capacitive distribution of approximately 50%, 50%.

Chaque fois que la tension aux bornes du disjoncteur atteint 1,5 p.u., les deux varistances fonctionnent. Selon le temps d'arc, le disjoncteur à cet instant peut avoir amorçage ou non. Whenever the voltage across the circuit breaker reaches 1.5 p.u., both varistors operate. Depending on the arc time, the circuit breaker at this instant may or may not have tripped.

Par contre, les varistances fonctionnent systématiquement pour les temps d'arc moyens et longs. On the other hand, the varistors systematically work for medium and long arc times.

Après coupure, la tension oscille entre - 0,5 p.u. et + 0,5 p.u. en s'amortissant lentement avec une fréquence de quelques kHz.After switching off, the voltage oscillates between - 0.5 p.u. and + 0.5 p.u. by damping slowly with a frequency of a few kHz.

Ces principes étant rappelés, un but de la présente invention est de réaliser un disjoncteur de réactance qui n'utilise qu'une seule varistance lorsque deux sont nécessaires dans les montages de l'art antérieur, tout en assurant une meilleure protection, sans amorçage direct à travers le disjoncteur lorsque la différence de tension dU est supérieure à 1 p.u. These principles being recalled, an object of the present invention is to produce a reactance circuit breaker which uses only one varistor when two are necessary in the assemblies of the prior art, while ensuring better protection, without direct ignition through the circuit breaker when the voltage difference dU is greater than 1 pu

L'invention a pour objet un disjoncteur de réactance comprenant pour chaque phase une pluralité de chambres de coupure en série, caractérisé en ce que chaque chambre de coupure comporte en parallèle un condensateur de répartition de tension, qu'au moins une chambre comprend en parallèle une varistance et qu'au moins une chambre, qui n'a pas de varistance à ses bornes, a un instant d'ouverture retardé par rapport à l'instant d'ouverture des autres chambres. The invention relates to a reactance circuit breaker comprising for each phase a plurality of interrupting chambers in series, characterized in that each interrupting chamber comprises in parallel a voltage distribution capacitor, that at least one chamber comprises in parallel a varistor and that at least one chamber, which has no varistor at its terminals, has an opening time delayed relative to the opening time of the other rooms.

Préférentiellement, les varistances sont choisies pour fonctionner globalement entre 1 et 0,9 p.u. Preferably, the varistors are chosen to operate globally between 1 and 0.9 p.u.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le délai de retard des chambres à fonctionnement retardé est compris entre 0,075 et 0,125 périodes du circuit dans lequel le disjoncteur est placé. According to another characteristic of the invention, the delay time of the delayed operation chambers is between 0.075 and 0.125 periods of the circuit in which the circuit breaker is placed.

L'invention sera expliquée en détail par la description de divers disjoncteurs selon l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel:
- la figure 1 est un diagramme représentant la tension aux bornes d'un disjoncteur au moment de l'ouverture des contacts,
- la figure 2 est une représentation simplifiée d'un disjoncteur de l'invention à deux chambres de coupure par phase,
- la figure 3 est le schéma électrique correspondant au disjoncteur de la figure 2,
- la figure 4 est un diagramme des tensions lors d'une ouverture du disjoncteur de la figure 2,
- la figure 5 est un schéma d'un disjoncteur selon l'invention, à trois chambres de coupure par phase,
- la figure 6 est est un schéma d'un disjoncteur selon l'invention, à quatre chambres de coupure par phase,
- la figure 7 est un schéma d'un disjoncteur selon l'invention, à cinq chambres de coupure par phase.The invention will be explained in detail by the description of various circuit breakers according to the invention, with reference to the attached drawing in which:
FIG. 1 is a diagram representing the voltage across a circuit breaker when the contacts open,
FIG. 2 is a simplified representation of a circuit breaker of the invention with two interrupting chambers per phase,
FIG. 3 is the electrical diagram corresponding to the circuit breaker of FIG. 2,
FIG. 4 is a diagram of the voltages during opening of the circuit breaker of FIG. 2,
FIG. 5 is a diagram of a circuit breaker according to the invention, with three interrupting chambers per phase,
FIG. 6 is a diagram of a circuit breaker according to the invention, with four interrupting chambers per phase,
- Figure 7 is a diagram of a circuit breaker according to the invention, with five interrupting chambers per phase.

La figure 1 a déjà été commentée et on s'y référera dans la suite. Figure 1 has already been commented on and will be referred to below.

La figure 2 représente une phase d'un disjoncteur à deux chambres de coupure par phase, désignées 1 et 2. Les chambres, isolées par gaz à rigidité diélectrique élevée, tel que l'hexafluorure de soufre (SF6), sont supportées par des colonnes isolantes lA, 2A elle-mêmes portées par des charpentes métalliques 1B,2B. La référence 12 désigne la commande des chambres de coupure. FIG. 2 represents a phase of a circuit breaker with two interrupting chambers per phase, designated 1 and 2. The chambers, isolated by gas with high dielectric strength, such as sulfur hexafluoride (SF6), are supported by columns insulating lA, 2A themselves carried by metal frames 1B, 2B. Reference 12 designates the control of the interrupting chambers.

En parallèle sur chacune des chambres l et 2 est connecté un condensateur de répartition de tension, respectivement 3 et 4. Une varistance 5 est montée en parallèle sur l'une des chambres, par exemple la chambre 1. La varistance est disposée dans une colonne isolante remplie de SF6 ou d'air sec. Le disjoncteur est placé en série dans une phase 10 d'une ligne et est destiné à l'insertion ou à la désinsertion d'une réactance ll. In parallel on each of the chambers l and 2 is connected a voltage distribution capacitor, respectively 3 and 4. A varistor 5 is mounted in parallel on one of the chambers, for example the chamber 1. The varistor is arranged in a column insulation filled with SF6 or dry air. The circuit breaker is placed in series in a phase 10 of a line and is intended for inserting or de-inserting a reactor 11.

La varistance a une tension de fonctionnement fixé à 1 p.u. par exemple. Grâce à cette valeur, la varistance ne fonctionne pas en position ouverte du disjoncteur, car en raison de la répartition 50% - 50% de la tension entre les deux chambres, la tension dU aux bornes de la varistance reste très inférieure à 1 p.u. The varistor has an operating voltage fixed at 1 p.u. for example. With this value, the varistor does not work in the open position of the circuit breaker, because due to the 50% - 50% distribution of the voltage between the two chambers, the voltage dU across the varistor remains much less than 1 p.u.

Selon une caractéristique de l'invention, la chambre 2, qui n'a pas de varistance à ses bornes, est agencée pour que son instant d'ouverture soit retardé par rapport à celui de la chambre 1, par exemple de 2 millisecondes environ. La chambre 2 joue ainsi le rôle d'éclateur permettant le report de la tension dU sur la chambre 1 et la varistance 5. According to a characteristic of the invention, the chamber 2, which has no varistor across its terminals, is arranged so that its opening time is delayed relative to that of the chamber 1, for example by about 2 milliseconds. The chamber 2 thus plays the role of spark gap allowing the transfer of the voltage dU to the chamber 1 and the varistor 5.

Selon le temps d'arc et l'amplitude de dU, on peut avoir l'un des fonctionnements suivants:
a) amorçage des contacts de la chambre 1 seulement (ce cas survient pour les très faibles temps d'arc).Depending on the arc time and the amplitude of dU, we can have one of the following operations:
a) priming of the contacts of chamber 1 only (this case occurs for very short arcing times).

b) amorçage des contacts des chambres 2 et l (ce cas survient pour les faibles temps d'arc). b) priming of the contacts of chambers 2 and l (this case occurs for short arcing times).

c) amorçage des contacts de la chambre 2, de la chambre 1 et fonctionnement de la varistance pour dU à peu près égal à 1 p.u. c) priming of the contacts of chamber 2, of chamber 1 and operation of the varistor for dU approximately equal to 1 p.u.

d) amorçage des contacts de la chambre 2, fonctionnement de la varistance (ce cas survient pour les temps d'arc moyens). d) priming of the contacts of chamber 2, operation of the varistor (this case occurs for average arcing times).

e) pas d'amorçage des contacts de la chambre 2, donc pas de fonctionnement de la varistance (ce cas intervient pour les temps d'arc longs). e) no priming of the contacts of chamber 2, therefore no operation of the varistor (this case occurs for long arc times).

On note que même avec une surtension dU = 2 p.u., l'amorçage des contacts de la chambre 2 (au point C du diagramme de la figure l) entraîne le fonctionnement de la varistance qui limite la surtension dU immédiatement à 1 p.u.; il n'y a pas d'amorçage des contacts de la chambre 1 étant donné que l'écartement des contacts est suffisamment grand. It is noted that even with an overvoltage dU = 2 p.u., the priming of the contacts of chamber 2 (at point C of the diagram in FIG. 1) causes the varistor to operate, which limits the overvoltage dU immediately to 1 p.u .; there is no priming of the contacts of the chamber 1 since the spacing of the contacts is sufficiently large.

Ainsi, pour les temps d'arc moyens ou longs, l'amorçage des contacts de la chambre 2 entraîne immédiatement le fonctionnement de la varistance, limitant dU à 1 p.u., et évitant ainsi des amorçages directs sur les contacts de la chambre 1. Thus, for medium or long arc times, priming of the contacts of chamber 2 immediately causes the varistor to operate, limiting dU to 1 p.u., and thus avoiding direct strikes on the contacts of chamber 1.

Prenons un exemple numérique, en supposant un amorçage au point C du diagramme de la figure 1, et une tension de fonctionnement de la varistance de 450 kvc (kilovolts crête) correspondant à 1 p.u.; on a donc 2 p.u. = 900 kVc = dU au point C. Let us take a numerical example, assuming a priming at point C of the diagram of figure 1, and an operating voltage of the varistor of 450 kvc (kilovolts peak) corresponding to 1 p.u .; so we have 2 p.u. = 900 kVp = dU at point C.

La chambre 2 a un temps d'arc de 3 ms, sa tension d'amorçage correspondante est 450 kVc. Chamber 2 has an arc time of 3 ms, its corresponding ignition voltage is 450 kVc.

La chambre 1 a un temps d'arc de 5 ms, sa tension d'amorçage correspondante est de 600 kVc. Chamber 1 has an arc time of 5 ms, its corresponding ignition voltage is 600 kVc.

La répartition de tension est supposée 50%-50%. The voltage distribution is assumed to be 50% -50%.

A dU = 900 kVc, il y a amorçage des contacts de la chambre 2, toute la tension est reportée sur la varistance qui conduit immédiatement à 450 kVc. Il n'y a pas d'amorçage dans la chambre 1 qui ne s'amorce qu'à 600 kVc. At dU = 900 kVc, there is priming of the contacts of chamber 2, all the voltage is transferred to the varistor which immediately leads to 450 kVc. There is no ignition in chamber 1 which only starts at 600 kVc.

La varistance conduit pendant un temps très court de l'ordre de 0,5 ms. Il n'y a pratiquement pas d'oscillations autour du point O, car la varistance 5 limite dU à 1 p.u. The varistor conducts for a very short time of the order of 0.5 ms. There are practically no oscillations around the point O, because the varistor 5 limits dU to 1 p.u.

On note que l'amorçage des contacts de la chambre 2 est un amorçage d'énergie faible, puisque pendant le fonctionnement de la varistance 5, le courant traversant la varistance 5 et les contacts de la chambre 2 est limité par l'impédance de la réactance 11. It is noted that the priming of the contacts of chamber 2 is a priming of low energy, since during the operation of the varistor 5, the current passing through the varistor 5 and the contacts of chamber 2 is limited by the impedance of the reactance 11.

Le courant traversant la réactance sera de l'ordre de quelques centaines d'ampères; avec un temps de courant de 0,5 ms, l'énergie dans la varistance restera donc très faible. The current passing through the reactance will be of the order of a few hundred amperes; with a current time of 0.5 ms, the energy in the varistor will therefore remain very low.

Pour retarder l'instant d'ouverture des contacts de la chambre 2, on peut par exemple modifier certains éléments mécaniques de la commande (par exemple pour une commande pneumatique ou hydraulique, allonger le tuyau d'ordre). To delay the opening time of the contacts in chamber 2, it is possible, for example, to modify certain mechanical elements of the control (for example for pneumatic or hydraulic control, lengthen the control pipe).

On peut également réduire la distance entre les contacts d'arc de la chambre 2 en allongeant l'électrode coulissant à l'intérieur de la buse isolante. Avec une vitesse de déplacement des contacts de 6m/s, on obtient un retard de 2 ms en allongeant l'électrode d'arc de 12 mm. It is also possible to reduce the distance between the arcing contacts of chamber 2 by lengthening the sliding electrode inside the insulating nozzle. With a contact displacement speed of 6m / s, a delay of 2 ms is obtained by extending the arc electrode by 12 mm.

La figure 3 est le schéma électrique du disjoncteur de la figure 2. Figure 3 is the circuit diagram of the circuit breaker of Figure 2.

La figure 4 montre les variations des diverses tensions, pour un amorçage au point C, dans le cas d'une varistance fonctionnant à 1 p.u. Figure 4 shows the variations of the various voltages, for a priming at point C, in the case of a varistor operating at 1 p.u.

Ainsi, grâce à la répartition capacitive fixée par les condensateurs pilotes, grâce au rôle d'éclateur joué par la chambre de coupure à ouverture retardée, on peut réduire sensiblement le nombre de varistances par rapport au nombre de chambres de coupure, tout en assurant parfaitement la protection contre les surtensions et le fonctionnement normal de la varistance. Thus, thanks to the capacitive distribution fixed by the pilot capacitors, thanks to the spark gap role played by the delayed opening interrupting chamber, it is possible to significantly reduce the number of varistors compared to the number of interrupting chambers, while ensuring perfectly protection against overvoltage and normal operation of the varistor.

On observera que le disjoncteur de l'invention associé à son mode de fonctionnement crée moins de surtensions que les dispositifs de l'art antérieur. It will be observed that the circuit breaker of the invention associated with its operating mode creates fewer overvoltages than the devices of the prior art.

Dans un cas classique de l'art antérieur, dU = 1,6 p.u., ce qui veut dire que pour certains temps d'arc faibles, avec un dU légèrement inférieur à 1,6 p.u. (par exemple 700 kVc au lieu de 450 x 1,6 = 720 kVc avec les données précédentes), on peut avoir amorçage sur les 2 chambres avant fonctionnement des varistances. In a classic case of the prior art, dU = 1.6 p.u., which means that for certain weak arc times, with a dU slightly less than 1.6 p.u. (for example 700 kVp instead of 450 x 1.6 = 720 kVp with the previous data), we can have priming on the 2 chambers before the varistors operate.

Dans les mêmes circonstances, avec le disjoncteur de l'invention, où la varistance est réglée à 1 ou 0,9 p.u.,l'amorçage direct sur les deux chambres ne peut se produire seulement que vers 1 p.u. = 450 kVc au lieu de 700 kVc dans le cas classique. In the same circumstances, with the circuit breaker of the invention, where the varistor is set to 1 or 0.9 p.u., direct ignition on the two chambers can only occur at around 1 p.u. = 450 kVp instead of 700 kVp in the classic case.

Il y a donc, grâce à l'invention, moins de surtension et une meilleure protection de la réactance. Thanks to the invention, there is therefore less overvoltage and better protection of the reactance.

Dans le dispositif de l'invention, la chambre 2 joue en quelque sorte le rôle de l'éclateur du parafoudre classique en carbure de silicium. Cette fois, l'éclateur a une distance d'amorçage variable et non fixe; il est placé dans le gaz diélectrique (SF6) et non dans l'air atmosphérique; il a un bon pouvoir de coupure. In the device of the invention, the chamber 2 somehow plays the role of the spark gap of the conventional silicon carbide arrester. This time, the spark gap has a variable and not fixed ignition distance; it is placed in the dielectric gas (SF6) and not in atmospheric air; it has good breaking capacity.

Le retard de la chambre 2 est choisi voisin de 1/10 de période (par exemple de 0,075 à 0,125 période), ce qui, à 50 Hz, correspond à 2 ms, au centre d'une fourchette allant de 1,5 à 2,5 ms. Ces valeurs permettent d'assurer un bon fonctionnement du disjoncteur dans toutes les circonstances, non seulement la coupure pour la désinsertion de la réactance, mais aussi en cas de défaut tel qu'un court-circuit aux bornes du disjoncteur. The delay of chamber 2 is chosen to be close to 1/10 of a period (for example from 0.075 to 0.125 period), which, at 50 Hz, corresponds to 2 ms, at the center of a range going from 1.5 to 2 , 5 ms. These values make it possible to ensure correct operation of the circuit breaker in all circumstances, not only the cut-off for deactivation of the reactance, but also in the event of a fault such as a short circuit at the terminals of the circuit breaker.

Dans le cas de la varistance fonctionnant à 0,9 p.u., la durée du courant traversant la varistance, dans le cas d'un réseau à 60 Hz, reste inférieure à 1,5 ms. In the case of the varistor operating at 0.9 p.u., the duration of the current passing through the varistor, in the case of a network at 60 Hz, remains less than 1.5 ms.

La figure 5 représente schématiquement un disjoncteur à trois chambres de coupure par phase, 21, 22 et 23, avec trois condensateurs de répartition 31, 32 et 33, et deux varistances 25 et 26 sur les chambres 21 et 23; chaque varistance fonctionne entre 0,45 et 0,5 p.u. La chambre 22 a un temps de fonctionnement retardé. FIG. 5 schematically represents a circuit breaker with three phase-breaking chambers, 21, 22 and 23, with three distribution capacitors 31, 32 and 33, and two varistors 25 and 26 on the chambers 21 and 23; each varistor operates between 0.45 and 0.5 p.u. Chamber 22 has a delayed operating time.

La figure 6 représente schématiquement un disjoncteur à quatre chambres de coupure par phase, 41, 42, 43 et 44, munies de condensateurs de répartition 51, 52, 53 et 54. Deux des chambres, 41 et 42, sont munies de varistances 45 et 46, choisies pour fonctionner globalement entre 0,9 et 1 p.u. Les chambres 43 et 44 ont un temps de fonctionnement retarde. FIG. 6 schematically represents a circuit breaker with four interrupting chambers per phase, 41, 42, 43 and 44, provided with distribution capacitors 51, 52, 53 and 54. Two of the chambers, 41 and 42, are provided with varistors 45 and 46, chosen to operate globally between 0.9 and 1 pu Chambers 43 and 44 have a delayed operating time.

La figure 7 représente schématiquement un disjoncteur à 5 chambres de coupure par phase, 61, 62, 63, 64 et 65, chacune munie d'un condensateur de répartition 71, 72, 73, 74 et 75. FIG. 7 schematically represents a circuit breaker with 5 interrupting chambers per phase, 61, 62, 63, 64 and 65, each provided with a distribution capacitor 71, 72, 73, 74 and 75.

Trois des chambres, 61, 62 et 63 sont munies d'une varistance 65, 66 et 67. Chaque varistance fonctionne de 0,33 à 0,3 p.u. Three of the chambers, 61, 62 and 63 are provided with a varistor 65, 66 and 67. Each varistor operates from 0.33 to 0.3 p.u.

Les chambres 64 et 65 ont un fonctionnement retardé. Chambers 64 and 65 have delayed operation.

L'invention, dont divers modes de mise en oeuvre viennent d'être décrits, présente de nombreux avantages. The invention, of which various modes of implementation have just been described, has numerous advantages.

Elle permet une réduction du nombre de varistances utilisées. It allows a reduction in the number of varistors used.

Elle assure une protection plus efficace: les surtensions sont plus faibles car la tension d'amorçage directe à travers le disjoncteur est plus faible, les varistances étant choisies pour fonctionner globalement entre 1 et 0,9 p.u., alors qu'elles fonctionnent entre 1,6 et 1,5 p.u. dans l'art antérieur. It provides more effective protection: overvoltages are lower because the direct ignition voltage across the circuit breaker is lower, the varistors being chosen to operate globally between 1 and 0.9 pu, while they operate between 1, 6 and 1.5 pu in the prior art.

En position ouverte, du disjoncteur, la varistance unitaire supporte moins de contrainte à la fréquence industrielle. Dans le cas de deux chambres de coupure, le coefficient de travail est 1 p.u./0,5 p.u = 2, alors que dans l'art antérieur, il est de 0,8 p.u./0,5 p.u. = 1,6). In the open position of the circuit breaker, the unit varistor supports less stress at the industrial frequency. In the case of two interrupting chambers, the working coefficient is 1 p.u./0.5 p.u = 2, while in the prior art it is 0.8 p.u./0.5 p.u. = 1.6).

Après le fonctionnement de la varistance du dispositif de l'invention, la réactance n'oscille pratiquement pas, alors qu'une oscillation de + 0,6 p.u. à - 0,6 p.u. (ou de + 0,5 p.u. à - 0,5 p.u.) a lieu dans les dispositifs de l'art antérieur. After the operation of the varistor of the device of the invention, the reactance practically does not oscillate, whereas an oscillation of + 0.6 p.u. to - 0.6 p.u. (or from + 0.5 p.u. to - 0.5 p.u.) takes place in the devices of the prior art.

t'invention s'applique aussi bien aux disjoncteurs de type conventionnel ayant des enveloppes isolantes qu'aux disjoncteurs de type blindé à enveloppe métallique au potentiel de la masse. The invention applies as well to conventional type circuit breakers having insulating envelopes as to shielded type circuit breakers with metal envelope at ground potential.

Claims

1 / Reactor circuit breaker comprising for each phase a plurality of interrupting chambers in series, characterized in that each interrupting chamber comprises in parallel a voltage distribution capacitor, that at least one chamber comprises in parallel a varistor and that at least one room, which has no varistor at its terminals at an opening time delayed relative to the time of opening of the other rooms.

2 / Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the varistors per phase are chosen to operate between 1 and 0.9 p.u.

3 / Circuit breaker according to one of claims 1 and 2, characterized in that the delay time of the delayed operation chambers is between 1.5 and 2.5 milliseconds.

4 / Reactor circuit breaker according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is of the conventional type having insulating envelopes.

5 / Reactor circuit breaker according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is of the shielded type with a metal envelope at ground potential.