FR2779565A1 - Controller mechanism for high voltage switchgear - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une commande pour la manoeuvre d'unThe present invention relates to a control for the operation of a
disjoncteur à haute tension, comprenant des ressorts rectilignes permettant d'effectuer les cycles d'ouvertures et de fermetures habituellement demandés par les utilisateurs, et plus particulièrement un perfectionnement à une telle high-voltage circuit breaker, comprising rectilinear springs enabling the opening and closing cycles usually requested by users to be carried out, and more particularly an improvement to such a
commande décrite dans la demande de brevet français N 9604451. command described in French patent application N 9604451.
La commande connue de cette demande de brevet permet d'effectuer un The known command of this patent application makes it possible to carry out a
cycle rapide d'ouverture, de fermeture et de réouverture du disjoncteur (cycle O- rapid circuit breaker opening, closing and reopening cycle (cycle O-
F-O) et plus particulièrement un cycle comprenant une ouverture, une refermeture après 0,3 seconde suivi d'une ouverture dans un délai de 0, 02 F-O) and more particularly a cycle comprising an opening, a closing after 0.3 seconds followed by an opening within 0.02
seconde si le défaut n'a pas disparu. second if the fault has not disappeared.
Cette commande comprend une tige qui est reliée à une tringle de manoeuvre du disjoncteur et qui est déplaçable sous l'action d'un premier ressort, dit ressort de déclenchement, un second ressort, dit ressort d'enclenchement, qui est disposé dans l'axe du premier ressort, et dont la détente entraîne la compression du ressort de déclenchement, un moteur disposé sur ledit axe qui entraîne en translation le long de cet axe une tige qui est solidaire de bras coopérant avec une couronne d'appui du ressort d'enclenchement, cette couronne d'appui du ressort d'enclenchement étant solidaire d'un cylindre mobile dont une extrémité coopère avec un disque d'appui du ressort de déclenchement lors de la compression dudit ressort de déclenchement, ladite extrémité du cylindre mobile comprenant une couronne de doigts pivotants et un dispositif à passage de point mort agencé pour permettre aux doigts de prendre une première position fixe selon laquelle les doigts sont resserrés par rapport à l'axe pour appuyer sous le disque d'appui du ressort de déclenchement lors de la compression de ce dernier et une seconde position fixe selon laquelle les doigts sont épanouis par rapport à l'axe pour s'écarter du This control comprises a rod which is connected to an operating rod of the circuit breaker and which is displaceable under the action of a first spring, said trigger spring, a second spring, said engagement spring, which is arranged in the axis of the first spring, and whose relaxation causes the compression spring to compress, a motor disposed on said axis which drives in translation along this axis a rod which is secured to the arm cooperating with a bearing ring of the spring engagement, this support ring of the engagement spring being secured to a movable cylinder, one end of which cooperates with a support disc of the trigger spring during compression of said trigger spring, said end of the movable cylinder comprising a crown pivoting fingers and a neutral passage device arranged to allow the fingers to assume a first fixed position in which the fingers are tightened relative to the axis to press under the support disc of the trigger spring during the compression of the latter and a second fixed position in which the fingers are open relative to the axis to move away from the
disque d'appui du ressort de déclenchement après la compression de ce dernier. support spring disc after compression of the latter.
Dans cette commande connue, le dispositif à passage de point mort comprend pour chaque doigt pivotant un ressort spirale qui est tendu entre le doigt lui-même et le cylindre mobile, ce ressort passant de part et d'autre du point d'articulation du doigt lorsque celui-ci passe respectivement de sa première In this known command, the dead center passage device comprises for each pivoting finger a spiral spring which is stretched between the finger itself and the movable cylinder, this spring passing on either side of the finger articulation point when it passes respectively from its first
position fixe à sa seconde position fixe. fixed position at its second fixed position.
Cet agencement du dispositif à passage de point mort ne donne pas une entière satisfaction. En effet, il a été constaté qu'il est très sensible aux vibrations engendrées lors des phases de compression et de détente des ressorts. Cette sensibilité aux vibrations se traduit par une instabilité des doigts This arrangement of the device passing through neutral does not give complete satisfaction. Indeed, it has been found that it is very sensitive to vibrations generated during the compression and relaxation phases of the springs. This sensitivity to vibrations results in instability of the fingers
pivotants ce qui est préjudiciable au bon fonctionnement de la commande. pivoting which is detrimental to the proper functioning of the control.
Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. The object of the invention is to remedy this drawback.
Selon l'invention, le dispositif à passage de point mort comprend pour chaque doigt pivotant un pousseur à ressort et à bille escamotable disposé à According to the invention, the neutral passage device comprises, for each pivoting finger, a retractable ball spring pusher disposed at
l'extrémité du cylindre mobile pour agir sous le pied du doigt pivotant. the end of the movable cylinder to act under the foot of the pivoting finger.
Un exemple de mise en oeuvre de l'invention est maintenant décrit, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique en élévation et partiellement en coupe d'un pôle de disjoncteur muni de la commande de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale de la commande de l'invention, dans la configuration correspondant à l'état fermé du disjoncteur, - les figures 3 et 4 représentent un doigt de réenclenchement dans deux positions d'utilisation, - la figure 5 est une vue en coupe axiale de la commande dans la configuration qui suit une ouverture, - la figure 6 est une vue en coupe axiale de la commande dans une configuration qui suit une refermeture, - la figure 7 est une vue en coupe axiale de la commande dans la An example of implementation of the invention is now described, with reference to the accompanying drawing in which: - Figure 1 is a schematic elevation and partially in section of a circuit breaker pole provided with the control of the invention , - Figure 2 is a schematic view in axial section of the control of the invention, in the configuration corresponding to the closed state of the circuit breaker, - Figures 3 and 4 show a reset finger in two positions of use, - Figure 5 is an axial sectional view of the control in the configuration following an opening, - Figure 6 is an axial sectional view of the control in a configuration which follows a reclosure, - Figure 7 is a view axial section of the control in the
configuration qui suit la seconde ouverture d'un cycle OFO. configuration following the second opening of an OFO cycle.
L'exemple décrit concerne un disjoncteur à une chambre de coupure par pôle; bien entendu la commande de l'invention s'applique à un disjoncteur comprenant plusieurs chambres de coupure par pôle, par exemple deux chambres en T. Dans la Figure 1, la référence 1 désigne une colonne isolante d'un pôle The example described relates to a circuit breaker with a pole breaking chamber; of course the control of the invention applies to a circuit breaker comprising several breaking chambers per pole, for example two T-chambers. In Figure 1, the reference 1 designates an insulating column of a pole
de disjoncteur. La colonne repose sur un châssis 2 fixé au sol. circuit breaker. The column rests on a frame 2 fixed to the ground.
Un contact fixe 3 est placé dans la chambre de coupure 4 remplie de gaz A fixed contact 3 is placed in the switching chamber 4 filled with gas
d'isolement tel que l'hexafluorure de soufre SF6. insulation such as sulfur hexafluoride SF6.
La chambre 4 est délimitée, à sa partie inférieure, par un premier flasque auquel est fixée une première prise de courant 5A, et, à sa partie inférieure par The chamber 4 is delimited, at its lower part, by a first flange to which is fixed a first socket outlet 5A, and, at its lower part by
un second flaque 7 auquel est fixée une seconde prise de courant 7A. a second puddle 7 to which is attached a second outlet 7A.
La référence 8 désigne un piston de soufflage fixe. L'ensemble mobile comprend des contacts 9 et une tuyère 10 solidaires d'un cylindre 11 coopérant avec le piston 8. Le cylindre est relié à une tige de manoeuvre 12 qui traverse The reference 8 designates a fixed blow piston. The mobile assembly comprises contacts 9 and a nozzle 10 integral with a cylinder 11 cooperating with the piston 8. The cylinder is connected to an operating rod 12 which passes through
de manière étanche le flasque 7.sealingly the flange 7.
Cette tige 12 est reliée à une tige 13 faisant partie de la commande qui a This rod 12 is connected to a rod 13 forming part of the control which has
été représentée dans la figure 1 par le rectangle 14. has been represented in FIG. 1 by the rectangle 14.
La commande est fixée au châssis 2 par des moyens non représentés; The control is fixed to the chassis 2 by means not shown;
elle est directement placée sous le pôle à manoeuvrer. it is placed directly under the pole to be maneuvered.
On se reportera maintenant à la Figure 2 qui représente en coupe axiale une commande selon l'invention, dans la configuration correspondant au Reference will now be made to FIG. 2 which represents in axial section a control according to the invention, in the configuration corresponding to the
disjoncteur enclenché en fonctionnement normal. circuit breaker tripped during normal operation.
La commande comprend un bâti métallique 20, de préférence cylindrique d'axe x, qui est fixé rigidement sous la chambre de coupure du disjoncteur par des moyens non représentés. Un fond 20A ferme le cylindre 20. Le sommet du bâti comprend un couvercle 21 muni d'un orifice par lequel passe la tringle de manoeuvre 12 du pôle de disjoncteur; à la tringle 12 est reliée une tige 13 munie à son extrémité d'un disque 24 servant d'appui à un premier ressort 25, coaxial à la tige 13, et destiné à la manoeuvre de déclenchement du disjoncteur; pour cette raison, le ressort 25 est appelé ressort de déclenchement. Le ressort 25 est entouré d'un cylindre 26, coaxial à la tige 13 et de hauteur sensiblement égale à celle du ressort 25 lorsque celui-ci est bandé. Le rôle de ce cylindre sera expliqué plus loin. Le ressort est maintenu bandé par au moins une butée escamotable 27 pouvant être manoeuvrée par une bobine d'ouverture 28 alimentée par des dispositifs non représentés de manoeuvre et/ou de protection du disjoncteur. Il peut y avoir plusieurs butées manoeuvrées simultanément, mais dans la suite, pour la clarté de l'exposé, on ne fera référence qu'à une The control comprises a metal frame 20, preferably cylindrical with an axis x, which is rigidly fixed under the breaking chamber of the circuit breaker by means not shown. A bottom 20A closes the cylinder 20. The top of the frame includes a cover 21 provided with an orifice through which passes the operating rod 12 of the circuit breaker pole; to the rod 12 is connected a rod 13 provided at its end with a disc 24 serving to support a first spring 25, coaxial with the rod 13, and intended for the tripping operation of the circuit breaker; for this reason, the spring 25 is called a trigger spring. The spring 25 is surrounded by a cylinder 26, coaxial with the rod 13 and of height substantially equal to that of the spring 25 when the latter is bandaged. The role of this cylinder will be explained later. The spring is kept bandaged by at least one retractable stop 27 which can be operated by an opening coil 28 supplied by devices not shown for operating and / or protecting the circuit breaker. There may be several stops operated simultaneously, but in the following, for the sake of clarity, reference will only be made to one
seule butée.single stop.
La commande comprend un ensemble mobile comportant un cylindre 30 d'axe x solidaire d'un disque 31 contre lequel prend appui une première extrémité d'un second ressort 32 utilisé pour l'enclenchement du disjoncteur et appelé pour cette raison ressort d'enclenchement. La seconde extrémité du The control comprises a movable assembly comprising a cylinder 30 of axis x secured to a disc 31 against which a first end of a second spring 32 is used, used for switching on the circuit breaker and for this reason called engagement spring. The second end of the
ressort 32 prend appui sur un fond 33 du bâti 20. spring 32 is supported on a bottom 33 of the frame 20.
Le ressort 32 est maintenu bandé par au moins une butée escamotable 34 pouvant être manoeuvrée par un bobine de fermeture 35 alimentée par les The spring 32 is kept bandaged by at least one retractable stop 34 which can be operated by a closing coil 35 supplied by the
dispositifs de manoeuvre et/ou de protection du disjoncteur non représentés. circuit breaker operating and / or protection devices not shown.
Le cylindre 30 se prolonge par une série de doigts 36 pivotants, formant une corolle et pouvant s'ouvrir de la même manière. Ces doigts, servant au réarmement du ressort de déclenchement sont appelés dans la suite doigts de réenclenchement. The cylinder 30 is extended by a series of pivoting fingers 36, forming a corolla and which can be opened in the same way. These fingers, used to reset the trigger spring, are hereinafter called reset fingers.
On se référera maintenant aux Figures 3 et 4. We will now refer to Figures 3 and 4.
Chaque doigt 36 possède, environ au tiers de la longueur en partant de Each finger 36 has, about a third of the length from
l'extrémité supérieure, un épaulement d'accrochage 37 dirigé vers l'axe x. the upper end, a hooking shoulder 37 directed towards the x axis.
Chaque doigt 36, articulé au point 0 à l'extrémité du cylindre 30, est équipé d'un dispositif à passage de point mort 38 ou "tumbler", permettant au doigt 36 d'occuper deux positions fixes de part et d'autre de l'axe O d'articulation du doigt. Plus particulièrement, ce dispositif à passage de point mort est constitué d'un pousseur à ressort 38' et à bille escamotable 38". Ce pousseur est disposé à l'extrémité du cylindre 30 pour agir sous le pied 39 du doigt. Comme visible sur les figures 3 et 4, le pied 39 du doigt peut être conformé pour présenter une arrête 50 qui délimite un renfoncement 51 et qui est décalée par rapport à l'axe O. Quand le doigt 36 pivotant occupe une position verticale resserrée par rapport à l'axe x, I'arrête vient appuyer sur la bille 38" qui s'escamote à l'intérieur du pousseur et le couple qui est créé par le pousseur tend à maintenir le doigt pivotant dans cette position verticale resserrée. Quand le doigt 36 occupe une position inclinée épanouie, I'arrête est dégagée du dessus de la bille de sorte que cette dernière pénètre à l'intérieur du renfoncement 51 ce qui assure un blocage du doigt 36 dans cette position. On a constaté que cet agencement du dispositif à passage de point mort reste insensible aux vibrations qui se créent Each finger 36, articulated at point 0 at the end of the cylinder 30, is equipped with a device for passing through neutral point 38 or "tumbler", allowing finger 36 to occupy two fixed positions on either side of the axis O of articulation of the finger. More particularly, this device with neutral passage consists of a spring pusher 38 'and a retractable ball 38 ". This pusher is disposed at the end of the cylinder 30 to act under the foot 39 of the finger. As visible on Figures 3 and 4, the foot 39 of the finger can be shaped to have a stop 50 which defines a recess 51 and which is offset relative to the axis O. When the pivoting finger 36 occupies a vertical position tightened relative to l axis x, the stop presses on the ball 38 "which retracts inside the pusher and the torque which is created by the pusher tends to keep the pivoting finger in this vertical tightened position. When the finger 36 occupies a tilted open position, the stop is released from above the ball so that the latter penetrates inside the recess 51 which ensures blocking of the finger 36 in this position. It has been found that this arrangement of the device passing through neutral remains insensitive to the vibrations which are created
lors des phases de compression et de détente des ressorts de la commande. during the compression and relaxation phases of the control springs.
La partie externe 39 du pied du doigt coopère en outre avec une chemise fixe 30A coaxiale au cylindre 30 qui est agencée pour ramener le doigt de la position épanouie à la position inverse resserrée, lorsque le cylindre 30 The external part 39 of the foot of the finger further cooperates with a fixed jacket 30A coaxial with the cylinder 30 which is arranged to return the finger from the open position to the tightened reverse position, when the cylinder 30
arrive en position basse.arrives in the low position.
On revient maintenant à la Figure 2. We now return to Figure 2.
Lorsque le ressort 32 est détendu, il peut être bandé à nouveau par un dispositif comprenant des bras 40, parallèles à l'axe x disposés régulièrement autour de cet axe, au nombre de 2 ou 3 par exemple. Les bras traversent le fond 33 par des ouvertures appropriées. A leur extrémité supérieure, les bras sont réunis par une couronne horizontale 41. A leur autre extrémité, les bras 40 sont fixés à une plaque 42 ( en variante des bras), à laquelle est fixée l'extrémité d'une tige 43 filetée, d'axe x, pouvant être déplacée en translation le long de When the spring 32 is relaxed, it can be bandaged again by a device comprising arms 40, parallel to the axis x, arranged regularly around this axis, 2 or 3 for example. The arms cross the bottom 33 through appropriate openings. At their upper end, the arms are joined by a horizontal crown 41. At their other end, the arms 40 are fixed to a plate 42 (as a variant of the arms), to which the end of a threaded rod 43 is fixed, x-axis, which can be moved in translation along
l'axe x au moyen d'un moteur électrique 44, pouvant tourner dans les deux sens. the x axis by means of an electric motor 44, which can rotate in both directions.
Le moteur 44 et la tige 43 sont logés dans un logement cylindrique 45 solidaire du fond 33 et fermé par une plaque 46 munie d'un trou 46 pour le The motor 44 and the rod 43 are housed in a cylindrical housing 45 integral with the bottom 33 and closed by a plate 46 provided with a hole 46 for the
passage de la tige 43. Le cylindre 45 sert en outre de guidage au cylindre 30. passage of the rod 43. The cylinder 45 also serves as a guide for the cylinder 30.
Le fonctionnement de la commande est le suivant. The operation of the control is as follows.
Lorsque le disjoncteur est en fonctionnement normal, en position enclenchée, les ressorts 25 et 32 sont bandés, maintenus respectivement par les When the circuit breaker is in normal operation, in the engaged position, the springs 25 and 32 are bandaged, maintained respectively by the
butées 27 et 34 ( Figure 2).stops 27 and 34 (Figure 2).
Lorsqu'un ordre d'ouverture est donné, la bobine d'ouverture 28 est alimentée et provoque l'escamotage de la butée 27 qui pivote dans le sens de la flèche F1. Le ressort de déclenchement 25 se détend, entraînant la tringle de manoeuvre du disjoncteur (Figure 5). On constate qu'en fin de course, le plateau When an opening order is given, the opening coil 28 is supplied and causes the stop 27 to be retracted which pivots in the direction of the arrow F1. The trigger spring 25 relaxes, driving the circuit-breaker operating rod (Figure 5). We see that at the end of the race, the plateau
24 repose sur les épaulements des doigts 36. 24 rests on the shoulders of the fingers 36.
Un ordre d'enclenchement, donné par exemple 0,3s après l'ouverture du disjoncteur, se traduit par l'alimentation de la bobine de fermeture 35, qui A closing order, given for example 0.3 s after the opening of the circuit breaker, results in the supply of the closing coil 35, which
entraîne l'escamotage de la butée 34 qui tourne dans le sens de la flèche F2. causes the abutment 34 to retract which rotates in the direction of the arrow F2.
Le ressort 32 se détend, ce qui provoque le déplacement du cylindre 30. The spring 32 relaxes, which causes the displacement of the cylinder 30.
Les doigts 36 entraînent le disque 24, ce qui provoque l'enclenchement du disjoncteur ainsi que la compression du ressort de déclenchement 25. La position normale du disque 24 est dépassée de quelques millimètres, ce qui permet à la butée 27 de se remettre en place. Lorsque les extrémités des doigts 36 viennent au contact du cylindre 26, dont l'extrémité est découpée en biseau, les doigts 36 s'écartent (Figure 4), libérant le disque 24 qui retombe sur sa butée 27. Grâce au dispositif à passage de point mort 38, les doigts 36 restent en position épanouie. A la suite de cet enclenchement, la commande à la configuration représentée dans la Figure 6. On observe qu'en fin de manoeuvre The fingers 36 drive the disc 24, which causes the circuit breaker to engage as well as the compression of the trigger spring 25. The normal position of the disc 24 is exceeded by a few millimeters, which allows the stop 27 to return to its place . When the ends of the fingers 36 come into contact with the cylinder 26, the end of which is cut in a bevel, the fingers 36 move apart (FIG. 4), releasing the disc 24 which falls back on its stop 27. Thanks to the device passing through neutral 38, the fingers 36 remain in the open position. Following this engagement, the command to the configuration shown in Figure 6. It is observed that at the end of the maneuver
d'enclenchement, la couronne 31 vient au contact de la couronne 41. engagement, the crown 31 comes into contact with the crown 41.
Le ressort 32 a une force supérieure à celle du ressort 25 pour assurer à la fois le mouvement d'enclenchement de l'ensemble mobile et le compression The spring 32 has a force greater than that of the spring 25 to ensure both the latching movement of the mobile assembly and the compression
du ressort 25.spring 25.
Une seconde ouverture, en cas de persistance du défaut, peut être effectuée. Elle sera obtenue comme précédemment par l'alimentation de la bobine d'ouverture 28 qui entraînera l'escamotage de la butée 27 et la détente A second opening, if the fault persists, can be carried out. It will be obtained as before by the supply of the opening coil 28 which will cause the retraction of the stop 27 and the trigger
du ressort 25.spring 25.
A la fin de la seconde ouverture, la configuration de la commande sera At the end of the second opening, the configuration of the command will be
celle de la Figure 7.that of Figure 7.
Selon les normes en vigueur, le disjoncteur doit pouvoir être réenclenché dans un délai donné, par exemple de 10 secondes. La commande de l'invention le permet: dès la fin de la seconde ouverture du disjoncteur, le moteur 44 est mis en marche; il fait pivoter la tige filetée 43 qui entraîne le disque 42 et les bras 40. La couronne 41 entraîne la couronne 31 et le cylindre 30 dont elle est solidaire. Le ressort 32 est comprimé par cette manoeuvre. Comme précédemment, il est prévu une légère surcourse de la tige 43 pour permettre à la butée de se repositionner sur la couronne 31. Le moteur 44 est arrêté et à ce moment la configuration est celle de la Figure 8. La moteur est immédiatement mis en route, dans le sens inverse de celui qu'il avait précédemment, pour ramener la commande dans la configuration de la Figure 2, c'est-à- dire avec la According to the standards in force, the circuit breaker must be able to be reset within a given time, for example 10 seconds. The control of the invention allows it: at the end of the second opening of the circuit breaker, the motor 44 is started; it rotates the threaded rod 43 which drives the disc 42 and the arms 40. The crown 41 drives the crown 31 and the cylinder 30 to which it is integral. The spring 32 is compressed by this operation. As before, a slight overtravel of the rod 43 is provided to allow the stop to reposition on the crown 31. The motor 44 is stopped and at this time the configuration is that of FIG. 8. The motor is immediately put into operation route, in the opposite direction to that which it had previously, to bring the command in the configuration of Figure 2, that is to say with the
couronne 41 en position haute.crown 41 in the high position.
La durée de 10 secondes pour effectuer cette manoeuvre est suffisamment longue pour autoriser l'utilisation d'un moteur de faible puissance, par exemple de l'ordre de 150 W. La commande est compacte et parfaitement de révolution, ce qui, lui The duration of 10 seconds to perform this maneuver is long enough to authorize the use of a low power motor, for example of the order of 150 W. The control is compact and perfectly of revolution, which, in turn
confère un encombrement réduit.gives a reduced overall size.
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FR (1) | FR2779565A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0221430A1 (en) * | 1985-10-23 | 1987-05-13 | Gec Alsthom Sa | Operating device for a circuit breaker, and circuit breaker provided with this device |
EP0660347A1 (en) * | 1993-12-27 | 1995-06-28 | Gec Alsthom T & D Sa | Linear operating device for circuit breaker |
EP0801406A1 (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-15 | Gec Alsthom T & D Sa | Control device with rectilinear springs for high voltage circuitbreaker |
-
1998
- 1998-06-08 FR FR9807179A patent/FR2779565A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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