FR2762710A1 - ELECTRICAL SHUTDOWN DEVICE FOR LOW AND HIGH VOLTAGE - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des dispositifs deThe present invention relates to the field of devices for
coupure électrique pour haute tension. electric cut for high voltage.
L'invention s'applique en particulier, mais non limitativement aux domaines de la haute tension HTA (en alternatif de 1 000 à 50 000 volts et en continu de 1 500 à 75 000 volts) et HTB (en alternatif supérieure à The invention applies in particular, but not limited to the high voltage areas MV (alternating from 1,000 to 50,000 volts and continuously from 1,500 to 75,000 volts) and HTB (alternating greater than
000 volts et en continu supérieure à 75 000 volts). 000 volts and continuously greater than 75,000 volts).
La présente invention peut également trouver application dans le domaine des basses tensions BTA (de 50 à 500 V en alternatif et de 120 à 750V en continu) et BTB (de 500 à 1000 V en alternatif et de 750 à 1500 V en The present invention can also find application in the field of low voltages BTA (from 50 to 500 V in alternating mode and from 120 to 750V in continuous) and BTB (from 500 to 1000 V in alternating mode and from 750 to 1500 V in
continu).continued).
Plus précisément, la présente invention concerne le domaine des dispositifs de coupure électrique comprenant un boîtier définissant au moins une chambre qui loge deux contacts fixes coopérant avec un contact mobile rotatif déplacé au moins entre deux positions: une position de fermeture dans laquelle le contact rotatif relie les contacts fixes, et une position d'ouverture dans laquelle le contact mobile est séparé des contacts fixes. On trouvera des exemples de réalisation de tels dispositifs de More specifically, the present invention relates to the field of electrical cut-off devices comprising a housing defining at least one chamber which houses two fixed contacts cooperating with a rotary movable contact moved at least between two positions: a closed position in which the rotary contact connects the fixed contacts, and an open position in which the movable contact is separated from the fixed contacts. Examples of such devices are found.
coupure électrique connus à contact mobile rotatif dans les documents DE- known electrical cutout with rotary movable contact in DE- documents
1088583, DE-612712, US-4700028 et US-3646284. 1088583, DE-612712, US-4700028 and US-3646284.
Pour améliorer les pouvoirs de coupure de tels dispositifs, on a To improve the breaking powers of such devices, we have
déjà proposé divers moyens d'extinction d'arc. already proposed various means of arc extinction.
On a en particulier proposé des systèmes de soufflage des arcs développés entre les contacts fixes et mobile grâce à des ensembles de pistons actionnés par le contact mobile rotatif. On trouvera des exemples de telles structures dans les documents DE-677956, EP-23298, DE- 2037777, In particular, systems have been proposed for blowing arcs developed between the fixed and movable contacts by means of sets of pistons actuated by the rotary movable contact. Examples of such structures can be found in documents DE-677956, EP-23298, DE-2037777,
US-2100753 et FR-2019739.US-2100753 and FR-2019739.
On a également proposé d'adjoindre des aimants dans de tels dispositifs de coupure électrique pour allonger les arcs et améliorer les pouvoirs de coupure. Des exemples de réalisation de telles structures It has also been proposed to add magnets in such electrical breaking devices to lengthen the arcs and improve the breaking powers. Examples of the realization of such structures
seront trouvés dans le document EP-0296915. will be found in document EP-0296915.
La présente invention a maintenant pour but de perfectionner The present invention now aims to improve
les dispositifs de coupure basse ou haute tension connus. known low or high voltage cut-off devices.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention, grâce à un dispositif de coupure électrique du type connu comprenant un boîtier définissant au moins une chambre qui loge deux contacts fixes et un contact mobile rotatif déplacable entre au moins deux positions: une position de fermeture dans laquelle le contact mobile rotatif relie les deux contacts fixes et une position d'ouverture dans laquelle le contact mobile rotatif est séparé des contacts fixes et au moins une source de champ magnétique adaptée pour allonger l'arc développé entre au moins l'un des contacts fixes et le contact mobile lors d'une phase d'ouverture, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une source de champ magnétique disposée pour générer un développement d'arc dans un sens This object is achieved in the context of the present invention, thanks to an electrical cut-off device of the known type comprising a housing defining at least one chamber which houses two fixed contacts and a movable rotary contact displaceable between at least two positions: a position of closure in which the rotary mobile contact connects the two fixed contacts and an open position in which the rotary mobile contact is separated from the fixed contacts and at least one source of magnetic field adapted to lengthen the arc developed between at least one fixed contacts and the movable contact during an opening phase, characterized in that it comprises at least one source of magnetic field arranged to generate an arc development in one direction
axial en référence à l'axe de rotation du contact mobile. axial with reference to the axis of rotation of the movable contact.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention Other characteristics, aims and advantages of the invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en will appear on reading the detailed description which follows, and
regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un dispositif de coupure conforme à la présente invention en position de fermeture, - la figure 2 représente une vue du même dispositif lors d'une phase d'ouverture, et - la figure 3 représente une vue du même dispositif dans une position de look at the accompanying drawings, given by way of non-limiting example and in which: - Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a cut-off device according to the present invention in the closed position, - Figure 2 shows a view of the same device during an opening phase, and - Figure 3 shows a view of the same device in a position of
liaison à la terre.earth connection.
On aperçoit sur les figures annexées, un dispositif de coupure électrique comprenant un boîtier 10 formé de deux coquilles 12, 14 assemblées par tout moyen approprié, par exemple par vissage ou boulonnage en 15. De préférence, un joint d'étanchéité 16 est intercalé entre les deux coquilles 12, 14. La géométrie des coquilles 12, 14 peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Ces coquilles 12, 14 définissent en combinaison une chambre interne 20. Selon la représentation donnée sur les figures annexées, la chambre 20 est au We can see in the appended figures, an electrical cut-off device comprising a box 10 formed of two shells 12, 14 assembled by any suitable means, for example by screwing or bolting at 15. Preferably, a seal 16 is interposed between the two shells 12, 14. The geometry of the shells 12, 14 can be the subject of numerous variant embodiments. These shells 12, 14 define in combination an internal chamber 20. According to the representation given in the appended figures, the chamber 20 is at
moins partiellement cylindrique de révolution centrée sur un axe O-O. less partially cylindrical of revolution centered on an axis O-O.
Cette géométrie n'est pas limitative. This geometry is not limiting.
Les coquilles 12, 14 supportent deux contacts fixes 30, 40, électriquement conducteurs traversant les coquilles pour être accessibles, d'une part à l'extérieur du boîtier 10 en vue d'un raccordement électrique, et d'autre part sur l'intérieur de la chambre 20. A l'intérieur de la chambre 20, les deux contacts fixes sont diamétralement opposés par The shells 12, 14 support two fixed contacts 30, 40, electrically conductive passing through the shells to be accessible, on the one hand outside the housing 10 for an electrical connection, and on the other hand on the inside of chamber 20. Inside chamber 20, the two fixed contacts are diametrically opposed by
rapport à l'axe 0-0.relative to axis 0-0.
Comme on le voit sur les figures annexées, le cas échéant, l'un des contacts 30 peut être prolongé à l'intérieur de la chambre 20 par un secteur 32 en matériau électriquement conducteur en forme de secteur de As can be seen in the appended figures, if necessary, one of the contacts 30 can be extended inside the chamber 20 by a sector 32 of electrically conductive material in the form of a sector.
couronne centré sur l'axe 0-0.crown centered on the axis 0-0.
La chambre 20 loge en outre un contact mobile rotatif 50 électriquement conducteur susceptible de rotation autour de l'axe 0-0. Le The chamber 20 also houses an electrically conductive rotary movable contact 50 capable of rotation about the axis 0-0. The
contact mobile rotatif 50 est actionné à rotation par tout moyen approprié. rotary movable contact 50 is actuated in rotation by any suitable means.
Il est formé d'un barreau rectiligne qui s'étend selon un diamètre par It is formed by a straight bar which extends along a diameter by
rapport à l'axe 0-0.relative to axis 0-0.
Le contact mobile rotatif 50 est déplacé ainsi entre au moins deux positions: une position de fermeture telle qu'illustrée sur la figure 1 dans laquelle le contact mobile rotatif 50 assure une liaison entre les contacts fixes 30, 40 et une position d'ouverture illustrée sur la figure 2 dans laquelle le contact mobile 50 est séparé des contacts 30, 40 et ouvre The rotary movable contact 50 is thus displaced between at least two positions: a closed position as illustrated in FIG. 1 in which the rotary movable contact 50 provides a connection between the fixed contacts 30, 40 and an open position illustrated in FIG. 2 in which the movable contact 50 is separated from the contacts 30, 40 and opens
ainsi le circuit électrique entre ces derniers. thus the electrical circuit between them.
La coopération de contactage définie entre les extrémités du contact mobile rotatif 50 et les contacts fixes 30, 40 peut faire l'objet de nombreux modes de réalisation. Selon la représentation schématique donnée sur les figures annexées, les contacts fixes 30, 40 sont formés de couteaux, tandis que les extrémités coopérantes du contact mobile rotatif sont formées de pinces complémentaires. La disposition inverse peut cependant être retenue. Ainsi, on peut prévoir de réaliser les contacts fixes 30, 40 sous forme de pinces et les extrémités coopérantes du contact mobile rotatif 50 sous forme de couteaux. De préférence, ces éléments 30, , 50 sont adaptés pour définir des contacts multiples au niveau de chaque The contacting cooperation defined between the ends of the rotary movable contact 50 and the fixed contacts 30, 40 can be the subject of numerous embodiments. According to the schematic representation given in the appended figures, the fixed contacts 30, 40 are formed of knives, while the cooperating ends of the rotary movable contact are formed of complementary clamps. The reverse arrangement can however be retained. Thus, provision can be made to make the fixed contacts 30, 40 in the form of pliers and the cooperating ends of the rotary movable contact 50 in the form of knives. Preferably, these elements 30,, 50 are adapted to define multiple contacts at the level of each
couple 30/50 et 40/50.30/50 and 40/50 torque.
L'homme de l'art comprendra aisément que lors de la phase d'ouverture, un arc A d'orientation générale périphérique se développe entre les extrémités du contact mobile rotatif 50 et chacun des contacts fixes 30, 40, comme illustré sur la figure 2. Sur la figure 2, le courant générant les arcs A est référencé I. Dans le cadre de la présente invention, il est prévu des sources de champ magnétique 60 adaptées pour développer l'arc dans une direction axiale, c'est-à-dire parallèlement à l'axe O-O de rotation du contact rotatif 50. Pour cela, les sources 60 présentent une orientation de Those skilled in the art will readily understand that during the opening phase, an arc A of generally peripheral orientation develops between the ends of the rotary movable contact 50 and each of the fixed contacts 30, 40, as illustrated in the figure. 2. In FIG. 2, the current generating the arcs A is referenced I. In the context of the present invention, there are provided magnetic field sources 60 adapted to develop the arc in an axial direction, that is to say -display parallel to the axis OO of rotation of the rotary contact 50. For this, the sources 60 have an orientation of
champ radiale en référence à l'axe O-O. radial field with reference to the O-O axis.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures annexées les sources 60 sont formées d'aimants. Cependant, en variante les sources 60 pourraient être formées de bobines électromagnétiques alimentées According to the embodiment illustrated in the appended figures, the sources 60 are formed of magnets. However, as a variant, the sources 60 could be formed from electromagnetic coils supplied
électriquement au moins lors de la phase d'ouverture. electrically at least during the opening phase.
Plus précisément encore, selon le mode de réalisation illustré sur les figures annexées, les aimants 60 sont logés dans les coquilles 12, 14, à proximité des contacts fixes 30, 40, c'est-à-dire en regard de la zone dans More precisely still, according to the embodiment illustrated in the appended figures, the magnets 60 are housed in the shells 12, 14, near the fixed contacts 30, 40, that is to say facing the zone in
laquelle apparait l'arc.which appears the arc.
Plus précisément selon les figures annexées, les aimants sont noyés dans les coquilles 12, 14. Ils sont ainsi recouverts par un voile venu More precisely according to the appended figures, the magnets are embedded in the shells 12, 14. They are thus covered by a veil coming
de matière des coquilles 12, 14 ou rapporté, qui les protègent des arcs. of material of the shells 12, 14 or added, which protect them from the arcs.
En variante cependant, les aimants 60 peuvent affleurer la surface interne de la chambre 20, ou faire saillie intérieurement par As a variant, however, the magnets 60 can be flush with the internal surface of the chamber 20, or protrude internally by
rapport à cette surface dans la chambre 20. relative to this surface in chamber 20.
Selon encore une autre variante, les aimants 60 peuvent être placés sur l'extérieur des coquilles 12, 14. Cette disposition facilite les opérations de maintenance et de remplacement éventuelles de ces aimants According to yet another variant, the magnets 60 can be placed on the outside of the shells 12, 14. This arrangement facilitates possible maintenance and replacement operations for these magnets
, voire de réglage si nécessaire., or even adjustment if necessary.
Les deux aimants 60 (ou bobines équivalentes) peuvent avoir des pôles opposés dirigés vers l'axe de rotation O-O du contact mobile 50, comme illustré sur les figures 1 à 3. Dans ce cas, les arcs A sont étendus axialement dans le même sens. La direction des aimants illustrée sur les The two magnets 60 (or equivalent coils) may have opposite poles directed towards the axis of rotation OO of the movable contact 50, as illustrated in FIGS. 1 to 3. In this case, the arcs A are extended axially in the same direction . The direction of the magnets illustrated on the
figures annexées n'est bien entendu pas limitative. appended figures is of course not limiting.
En variante, les deux aimants 60 (ou bobines équivalentes) pourraient avoir des pôles identiques dirigés vers l'axe O-O de rotation du contact mobile 50. Dans ce cas, les arcs générés respectivement à proximité des contacts fixes 30, 40 sont étendus dans des sens opposés As a variant, the two magnets 60 (or equivalent coils) could have identical poles directed towards the axis OO of rotation of the movable contact 50. In this case, the arcs generated respectively near the fixed contacts 30, 40 are extended in opposite directions
parallèlement à l'axe O-O.parallel to the axis O-O.
On notera par ailleurs que dans le cadre de l'invention, bien que cela ne soit pas obligatoire, la coquille 14 supporte en outre un It will also be noted that in the context of the invention, although this is not compulsory, the shell 14 further supports a
deuxième contact fixe 42 relié à la terre. second fixed contact 42 connected to earth.
Ainsi, comme illustré sur la figure 3, lorsque le contact mobile rotatif 50 atteint le contact 42, il relie le secteur 32 et ce contact 42 et permet par conséquent de relier le contact fixe 30 relié au secteur 32, à la terre. Les aimants 60 peuvent être fixés sur les coquilles 12, 14 par tout moyen approprié. L'utilisation d'aimants 60 (ou bobines équivalentes) d'orientation radiale permet de réaliser un boîtier de dimensions transversales réduites, par conséquent de réduire la quantité de matière Thus, as illustrated in FIG. 3, when the rotary movable contact 50 reaches the contact 42, it connects the sector 32 and this contact 42 and consequently makes it possible to connect the fixed contact 30 connected to the sector 32, to earth. The magnets 60 can be fixed on the shells 12, 14 by any suitable means. The use of magnets 60 (or equivalent coils) of radial orientation makes it possible to produce a box of reduced transverse dimensions, consequently reducing the quantity of material
nécessaire et de réduire le coût global du dispositif. necessary and reduce the overall cost of the device.
En pratique, la présente invention est utilisée de préférence sous forme de trois chambres juxtaposées axialement correspondant aux trois phases d'un réseau de distribution électrique. Les distances requises entre lignes d'alimentation d'un réseau triphasé sont compatibles avec les dimensions axiales requises pour autoriser le développement de l'arc grâce aux aimants 60. Ces trois chambres peuvent être formées d'un In practice, the present invention is preferably used in the form of three chambers juxtaposed axially corresponding to the three phases of an electrical distribution network. The distances required between supply lines of a three-phase network are compatible with the axial dimensions required to allow the development of the arc thanks to the magnets 60. These three chambers can be formed of a
boîtier unique ou le cas échéant de trois boîtiers juxtaposés. single box or if necessary three juxtaposed boxes.
Le sens axial dans lequel l'arc est étendu, dépend du sens du courant à la coupure. Pour cette raison, l'ensemble formé par les contacts fixes 30, 40, le contact mobile rotatif 50 et les aimants 60 (généralement coplanaires entre eux et centrés sur un plan transversal à l'axe de rotation O-O), est de préférence placé en position médiane de la chambre pour permettre aux arcs d'être étendus indifféremment dans un sens ou The axial direction in which the arc is extended depends on the direction of the breaking current. For this reason, the assembly formed by the fixed contacts 30, 40, the rotary movable contact 50 and the magnets 60 (generally coplanar with each other and centered on a plane transverse to the axis of rotation OO), is preferably placed in middle position of the chamber to allow the arcs to be extended either in one direction or
dans l'autre selon le sens du courant. in the other according to the direction of the current.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toute variante Of course the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described, but extends to any variant
conforme à son esprit.conforms to his spirit.
Ainsi, à titre d'exemple, on peut le cas échéant envisager de réaliser le dispositif de coupure à l'aide d'un seul aimant 60 (ou bobine équivalente) et non pas à l'aide de deux aimants 60 (ou bobines équivalentes) disposés respectivement à proximité de chaque contact fixe , 40 en regard de la zone de génération de l'arc lors de la phase Thus, by way of example, it is possible, if necessary, to envisage making the cut-off device using a single magnet 60 (or equivalent coil) and not using two magnets 60 (or equivalent coils) ) respectively disposed near each fixed contact, 40 facing the arc generation zone during the phase
d'ouverture comme illustré sur les figures 1 à 3 annexées. opening as illustrated in Figures 1 to 3 attached.
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