FR2822589A1

FR2822589A1 - Disjoncteur sous vide de sous-station electrique

Info

Publication number: FR2822589A1
Application number: FR0203600A
Authority: FR
Inventors: Shigeki Nishizumi; Takeo Toyoda; Toru Kamikawaji; Isao Hioki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2002-09-27
Also published as: JP4351811B2; JP2002281620A; CN1228896C; US20020134757A1; CN1377109A

Abstract

L'invention concerne un disjoncteur sous vide.Elle se rapporte à un disjoncteur qui comprend une cuve métallique (9) ayant des première et seconde parties en dérivation, un premier manchon (11) raccordé hermétiquement à la première partie en dérivation, une soupape de vide (1) placée dans le premier manchon (11), un second manchon (4) raccordé de façon hermétique à la seconde partie en dérivation, un gaz isolant placé dans l'espace interne clos hermétiquement, un premier conducteur (5) placé dans le second manchon (4), et un conducteur en dérivation (10) ayant un point de dérivation dans la cuve métallique (9) et placé dans la cuve et le premier manchon (11), avec une première extrémité raccordée à la soupape de vide (1) et une seconde extrémité raccordée au premier conducteur (5).Application aux sous-stations électriques.

Description

La présente invention concerne un disjoncteur sous vide du type à cuve utilisé par exemple dans une sous-station à transformateur.

La durée de vie d'un contact de disjoncteur sous vide passif à cuve est importante parce qu'une soupape de vide est utilisée comme partie d'isolement du disjoncteur sous vide. Un disjoncteur sous vide à cuve est utilisé même dans une sous-station à haute tension de catégorie 84 kV. En outre, dans une sous-station de banlieue, une miniaturisation et une sécurité accrues du système sont nécessaires à cause de l'augmentation du prix du terrain, etc. Le disjoncteur sous vide à cuve est fixé à un transformateur de courant du type à fenêtre de caractéristiques convenables.

En outre, pour que la miniaturisation soit obtenue, on utilise en général très souvent SF6 gazeux qui a un niveau d'isolement élevé et d'excellentes performances d'interruption comme isolant chargé dans une cuve. La figure 17 est une coupe d'un tel disjoncteur sous vide de type passif à cuve d'un exemple classique. Une soupape sous vide 1 de chaque phase est placée à l'intérieur de la cuve 2 de chaque phase. La cuve 2 de chaque phase a deux parties allongées en dérivation 2a, 2b qui s'écartent l'une de l'autre à la partie supérieure de la cuve 2. Des transformateurs de courant à fenêtre 3a et 3b sont fixés aux parties en dérivation 2a et 2b respectivement et des manchons de porcelaine 4a et 4b sont placés à la partie supérieure des transformateurs 3a et 3b respectivement.

Des conducteurs 5a et 5b sont formés dans des manchons de porcelaine 4a et 4b et les extrémités inférieures de ces conducteurs 5a et 5b sont connectées aux parties la et lb en dérivation placées vers les deux extrémités de la soupape de vide 1.

Un support isolant 7 est placé à une première extrémité de la soupape de vide 1 et une tige de manoeuvre 8 pénètre dans le support isolant 7 et est manoeuvrée pour s'ouvrir ou se fermer par un mécanisme de manoeuvre 6.

En outre, SF6 gazeux est chargé dans la cuve 2 et forme un isolant. Dans le disjoncteur classique sous vide à cuve,

SF6 gazeux est utilisé comme isolant. Comme il est difficile de confiner totalement SF6 gazeux, des fuites de 1 % de gaz par an sont en général autorisées. Cependant, comme SF6 gazeux est un gaz à effet de serre, on a demandé ces dernières années la réduction des fuites autant que possible pour des considérations relatives à l'environnement.

Bien qu'il soit possible de remplacer l'isolant par de l'air sec, de l'azote gazeux (N2), un mélange de SF6 avec de l'air sec ou de l'azote N2, etc. pour réduire la quantité de SF6 gazeux, la rigidité diélectrique de ces gaz est inférieure à celle de SF6. Ainsi, si SF6 gazeux est remplacé par l'un de ces gaz sans autre changement, les éléments du disjoncteur doivent être agrandis et la miniaturisation précitée ne peut pas être réalisée. En outre, le coût augmente beaucoup.

L'invention a donc pour objet de remédier à l'inconvénient classique précité et concerne un disjoncteur sous vide qui réduit l'espace de confinement de l'isolant grâce au montage de la soupape de vide, etc., et permet l'utilisation d'air sec, de N2 ou d'un mélange de SF6 gazeux avec N2 ou de l'air sec comme isolant pour obtenir un excellent fonctionnement au point de vue de l'environnement, avec miniaturisation de l'ensemble réalisé.

Dans un aspect, l'invention concerne un disjoncteur sous vide qui comprend : une cuve métallique ayant une première partie en dérivation et une seconde partie en dérivation, un premier manchon raccordé hermétiquement à la première partie en dérivation, une soupape de vide placée dans le premier manchon, un second manchon raccordé de façon hermétique à la seconde partie en dérivation, un gaz isolant placé dans l'espace interne clos hermétiquement de la cuve métallique, du premier manchon et du second manchon, un premier conducteur placé dans le second manchon, et un conducteur en dérivation ayant un point de dérivation dans la cuve métallique, placé dans la cuve métallique et le premier manchon, avec une première extrémité raccordée à la soupape de vide et une seconde extrémité raccordée au premier conducteur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un second mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un troisième mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un quatrième mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un cinquième mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un sixième mode de réalisation de l'invention ; la figure 7 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un septième mode de réalisation de l'invention ; la figure 8 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un huitième mode de réalisation de l'invention ; la figure 9 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un neuvième mode de réalisation de l'invention ; la figure 10 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un dixième mode de réalisation de l'invention ; la figure 11 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un onzième mode de réalisation de l'invention ; la figure 12 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un treizième mode de réalisation de l'invention ; la figure 13 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un quatorzième mode de réalisation de l'invention ; la figure 14 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un quinzième mode de réalisation de l'invention ; la figure 15A est une vue en plan d'un disj oncteur sous vide triphasé dans un seizième mode de réalisation de l'invention ; la figure 15B est une vue en élévation latérale correspondant à la figure 15A ;

la figure 15C est une coupe partielle d'une partie d'une phase correspondant à la figure 15A ; la figure 16 est une vue en élévation latérale d'un disjoncteur sous vide dans un dix-septième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 17 est une coupe d'un disjoncteur sous vide classique.

Sur les dessins, des références numériques identiques désignent des éléments identiques ou correspondants.

Premier mode de réalisation
La figure 1 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un premier mode de réalisation de l'invention. Un disjoncteur sous vide à cuve de ce mode de réalisation comporte une cuve métallique 9 ayant des dérivations formant, en coupe, une configuration en V. Des manchons 4 et 11, formés de porcelaine par exemple, sont directement raccordés aux extrémités des parties de dérivation de la cuve 9. Des brides 19 bouchent les bouts des manchons 4, 11 et un gaz isolant est placé dans l'espace interne. Dans une telle réalisation, un manchon 11 a un diamètre inférieur à celui de l'autre manchon 4, et une soupape de vide est placée dans le manchon relativement petit 11.

Un conducteur 10 est connecté à une soupape de vide 1 et est disposé au centre axial du manchon 11. La soupape de vide 1 se trouve dans le manchon 11. Le conducteur 10 a une partie en dérivation 10a qui se divise dans la cuve 9 en donnant une forme en V à l'extrémité inférieure du conducteur 10. Le conducteur 10 est appelé conducteur en dérivation dans la suite. Un conducteur rectiligne 5 est connecté à la partie en dérivation 10a du conducteur en dérivation 10 et est disposé dans le manchon 4 qui ne contient pas la soupape de vide 1.

Un soufflet le, par exemple un soufflet de soupape de vide, est placé à l'extrémité de la soupape 1 de vide du côté de la cuve 9, et la soupape de vide 1 est commandée par un mécanisme de manoeuvre 6 placé sur la cuve 9 par l'intermédiaire d'une tige d'entraînement (non représentée) et du soufflet le.

Dans le disjoncteur sous vide de ce mode de réalisation ayant la construction indiquée, grâce à l'installation de la soupape de vide de grand diamètre formée d'un matériau non magnétique, c'est-à-dire un manchon non métallique 11 formant un isolateur, il n'est pas nécessaire de laisser un grand espace entre ce manchon 11 et la soupape de vide 1.

Comme le conducteur en dérivation 10 et le conducteur 5 sont placés dans la cuve 9, et étant donné que les diamètres des conducteurs 10 et 5 sont relativement petits et que les surfaces des conducteurs 10 et 5 sont lisses du côté de la soupape de vide 1, la cuve 9 est miniaturisée, du moment que l'espace nécessaire est obtenu.

En conséquence, même si de l'air sec, N2 ou un mélange de SF6 avec de l'air sec ou N2, etc. est utilisé comme isolant, le disjoncteur est aussi petit que le disjoncteur classique.

Dans ce mode de réalisation, grâce à l'installation de la soupape de vide 1 qui constitue une partie occupant un grand diamètre et une grande longueur dans le manchon 11, la cuve d'installation peut être miniaturisée et le champ électrique dans la partie d'interaction peut être réduit.

Second mode de réalisation
La figure 2 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un second mode de réalisation de l'invention. Bien que ce disjoncteur soit analogue à celui du premier mode de réalisation, le manchon qui ne contient pas la soupape de vide 1 est différent.

Comme l'indique la figure 2, dans le second mode de réalisation, un manchon 12 qui ne contient pas la soupape de vide 1 et un conducteur rectiligne 5 connecté au manchon 12 sont des structures à manchon moulé.

Comme le reste de la construction de la figure est analogue au reste du premier mode de réalisation, les mêmes références numériques que sur la figure 1 sont utilisées, et la description est omise.

Dans le second mode de réalisation, en plus de l'effet du premier mode de réalisation, grâce à l'utilisation d'un manchon moulé pour le manchon 12 qui ne contient pas la

soupape de vide 1 et le conducteur 5, l'espace nécessaire pour contenir l'isolant peut être petit, et la quantité de gaz isolant utilisée peut être réduite.

Ainsi, en plus de l'effet obtenu dans le premier mode de réalisation, lors de l'utilisation de SF6 gazeux ou d'un mélange en contenant comme gaz isolant, non seulement la quantité de SF6 gazeux utilisé est réduite, mais le coût de l'appareillage peut aussi être réduit.

Troisième mode de réalisation
La figure 3 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un troisième mode de réalisation de l'invention. Comme le disjoncteur de ce mode de réalisation est analogue à celui du premier mode de réalisation dans lequel la soupape de vide est placée dans le manchon 11, on ne décrit pas les éléments analogues à ceux de la figure 1 et on utilise les mêmes références numériques.

Dans le troisième mode de réalisation représenté sur la figure 3, le transformateur de courant 3 du type à fenêtre est placé à la périphérie de la partie de raccordement de la cuve 9 et du manchon 4 qui ne contient pas la soupape de vide 1.

Dans ce troisième mode de réalisation, comme le diamètre du manchon 4 qui ne contient pas la soupape de vide 1 est petit, grâce à la disposition du transformateur de courant à fenêtre 3 du côté du manchon 4, ce transformateur 3 est miniaturisé. L'effet de miniaturisation du disjoncteur sous vide à cuve peut être avantageusement utilisé en plus de l'effet du premier mode de réalisation.

Quatrième mode de réalisation
La figure 4 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un quatrième mode de réalisation de l'invention. Comme le disjoncteur de ce mode de réalisation est analogue à celui du premier mode de réalisation dans lequel la soupape de vide est placée dans le manchon 11, les éléments analogues portent les mêmes références numériques.

Dans le quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 4, un manchon du côté qui ne contient pas la soupape de vide 1 est un manchon composite 13 constitué d'un

matériau composite comprenant un matériau résistant à la pression, etc. En outre, le manchon composite 13 peut aussi être utilisé dans le manchon 11 du côté qui contient la soupape de vide 1.

Dans ce quatrième mode de réalisation, comme le manchon est formé du manchon composite 13, le disjoncteur sous vide qui contient le gaz isolant à haute pression est insensible à l'explosion. Par rapport au cas de l'incorporation de manchon de porcelaine uniquement, la structure est simple, la quantité utilisée est réduite et le coût est réduit. La structure permet le transport du disjoncteur rempli de gaz.

Cinquième mode de réalisation
La figure 5 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un cinquième mode de réalisation de l'invention. Comme l'indique la figure 5, dans le disjoncteur de ce mode de réalisation, un transformateur de courant 14 de type "Rogowski", connu comme transformateur de courant sans noyau de fer, se trouve au bout du côté opposé au côté raccordé à la cuve 9 du manchon 11 et entre les conducteurs d'un circuit principal externe (non représenté) . Un câble optique placé dans le manchon 11 est relié au transformateur de courant 14 de Rogowski et est connecté à un dispositif de commande (non représenté) placé dans un boîtier de commande 16 mis à la masse. Un amplificateur (non représenté) destiné à amplifier le courant transformé à partir d'un signal optique est placé dans le dispositif de commande.

En outre, le disjoncteur du cinquième mode de réalisation est constitué par exemple à partir du disjoncteur du quatrième mode de réalisation, et la description des parties analogues à celles de la figure 4 est omise. Il est cependant possible de réaliser le disjoncteur avec les configurations des figures 1,2 et 3.

Dans le cinquième mode de réalisation, grâce au montage du transformateur de courant 14 de Rogowski à l'extrémité opposée au côté raccordé à la cuve 9 du manchon 11 contenant la soupape de vide 1 et au raccordement de ce transformateur 14 au dispositif placé dans le boîtier de commande 16 placé à la masse et relié par le câble optique 15 disposé dans le

manchon 11, même lorsque la soupape de vide 1 est placée dans le manchon 11, il est possible de disposer le transformateur de courant des deux côtés de la soupape de vide 1.

En outre, grâce à la sortie des signaux par le câble optique 15 placé dans le manchon 11 et au montage de l'amplificateur du courant transformé à partir des signaux optiques comme dispositif de commande, un relais protecteur peut être utilisé, lorsqu'il a été déjà installé, et le disjoncteur peut être installé sans changement de la charge du relais du côté de commande.

Sixième mode de réalisation
La figure 6 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un sixième mode de réalisation de l'invention. Bien que le disjoncteur de ce mode de réalisation soit analogue à celui du premier mode de réalisation, le centre axial du manchon 11 et le centre axial de la cuve 9 diffèrent.

Comme l' indique la figure 6, le manchon 11 qui contient la soupape de vide 1 est perpendiculaire à la surface sur laquelle repose la cuve 9. Une première partie en dérivation de la cuve 9 est aussi perpendiculaire à la surface de support sous l'emplacement de dérivation du conducteur en dérivation.

Comme les autres éléments sont les mêmes que dans le premier mode de réalisation, ils portent les mêmes références numériques et leur description est omise.

Dans le sixième mode de réalisation, grâce à l' ali- gnement du centre axial du manchon 11 contenant la soupape de vide et du centre axial de la cuve 9, il est facile de raccorder le conducteur en dérivation 10 placé dans la cuve 9 et la soupape de vide 1, et en outre la dimension et le coût sont réduits.

Septième mode de réalisation
La figure 7 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un septième mode de réalisation de l'invention. Comme le disjoncteur sous vide de ce mode de réalisation est analogue à celui du premier mode de réalisation dans lequel la soupape de vide 1 est placée dans le manchon 11, on

utilise les mêmes références que sur la figure 1 pour les éléments analogues et on ne les décrit pas.

Dans le septième mode de réalisation, comme l'indique la figure 7, un support isolant 7 qui dépasse d'une surface interne de la cuve 9 supporte le côté du conducteur en dérivation 10 et ce dernier est donc fixé dans la cuve 9.

L'intérieur du conducteur en dérivation 10 est creux et une tige 8 de manoeuvre commande la soupape de vide 1 dans l'espace vide. La tige de manoeuvre 8 est raccordée au mécanisme de manoeuvre 6.

Dans ce septième mode de réalisation, grâce à la fixation du côté du conducteur en dérivation 10 et de la surface interne de la cuve 9 pour l'installation du support isolant 7 et à la pénétration de la tige de manoeuvre 8 qui commande la soupape de vide 1 dans l'espace formé dans le conducteur en dérivation 10, le support du conducteur du disjoncteur sous vide est facile et le disjoncteur peut être miniaturisé.

Huitième mode de réalisation
La figure 8 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un huitième mode de réalisation de l'invention. Comme l'indique la figure 8, dans le disjoncteur du huitième mode de réalisation, la direction du centre axial 01 de la cuve 9 est décalée de 15 à 45 par rapport à la direction du centre axial 02 perpendiculaire au plan de support sur lequel est installée la cuve 9, habituellement l'axe vertical.

En outre, la figure 8 représente un exemple d'inclinaison de la direction axiale de la construction représentée sur la figure 6 de l'angle précité. Dans ce cas, la cuve 9 est supportée par un châssis 9d de support placé au niveau du côté de la surface de support. Comme le reste de la construction de la figure 8 est analogue au sixième mode de réalisation, les éléments analogues portent les mêmes références numériques et leur description est omise.

Dans le huitième mode de réalisation, grâce à l'inclinaison du centre axial 01 de la cuve 9 d'un angle compris entre 15 et 45 , la hauteur du bout du manchon 11 est proche

de la hauteur du manchon 4. Le travail de connexion des manchons est donc facilité puisque les hauteurs des manchons formant une sortie de conducteur vers l'extérieur sont presque les mêmes, et comme une partie de charge devient plus haute et est regroupée, le disjoncteur peut être miniaturisé.

Neuvième mode de réalisation
La figure 9 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un neuvième mode de réalisation de l'invention. Ce disjoncteur est analogue à celui du premier mode de réalisation mais, comme l'indique la figure 9, le centre B des électrodes formées entre deux contacts 28a, 28b de la soupape de vide est plus proche de la cuve 9 que le centre A de la longueur efficace du manchon 11.

Dans le neuvième mode de réalisation, grâce au positionnement du centre B des électrodes de la soupape de vide 1 plus près de la cuve 9, l'influence de la partie de charge peut être réduite lorsque le manchon 11 est du côté à haute tension à l'état isolé. Le manchon 11 est donc raccourci et permet une miniaturisation globale.

Dixième mode de réalisation
La figure 10 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un dixième mode de réalisation de l'invention. Ce disjoncteur est analogue à celui du premier mode de réalisation mais, sur la figure 10, un anneau isolant 18, ayant une partie d'étanchéité au gaz, est placé sur une partie de raccordement du manchon 11, qui contient la soupape de vide 1, et de la cuve 9. Le côté d'une bride tourné vers le côté du manchon 11 se trouve à l'extrémité de la partie en dérivation de la cuve 9.

Comme le reste de la construction de la figure 10 est analogue au premier mode de réalisation, les éléments portent les mêmes références numériques et leur description est omise.

Dans le dixième mode de réalisation, comme la partie d'étanchéité aux gaz est formée non d'un métal mais d'un isolateur par disposition de l'anneau isolant 18 sur la bride le de la partie en dérivation de la cuve 9 qui est raccordée au manchon 11, il est possible de réduire au minimum le diamètre de la bride, avec augmentation de l'étanchéité. La construction peut donc être miniaturisée.

Onzième mode de réalisation
La figure 11 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un onzième mode de réalisation de l'invention. Ce disjoncteur est analogue à celui du premier mode de réalisation. Une bride 19 est placée au bout du manchon 11 qui contient la soupape de vide 1. Comme l' indique la figure 11, dans le onzième mode de réalisation, la bride 19 (bride du circuit d'alimentation) destinée à être raccordée à un circuit d'alimentation extérieur est sous forme d'un élément intégré au bout du manchon 11 qui contient la soupape d vide 1. La bride 19 a une partie centrale 19a sous forme d'une partie de raccordement constituée de cuivre, et une partie périphérique 20 raccordée au manchon 11 formé d'aluminium.

Comme les autres éléments sont analogues à ceux du premier mode de réalisation, ils portent les mêmes références numériques et leur description est omise.

Dans le disjoncteur du onzième mode de réalisation, grâce à la disposition de la bride comme un élément associé comprenant une partie centrale 19a de cuivre et une partie périphérique 20 d'aluminium, un courant intense peut être conduit par la partie centrale 19a qui constitue un conducteur. Le poids peut être réduit par formation de la partie périphérique 20 d'aluminium léger. La conductivité est ainsi accrue avec réduction du poids, et une miniaturisation supplémentaire est possible.

Douzième mode de réalisation
Un disjoncteur sous vide dans un douzième mode de réalisation de l'invention agit sur la pression du gaz isolant. La structure du douzième mode de réalisation est analogue à celle du premier mode de réalisation.

Dans le douzième mode de réalisation, un matériau non magnétique dont l'intensité d'attraction n'est pas inférieure à 600 MPa, par exemple l'alliage "Inconel", est appliqué au matériau du soufflet le de la soupape de vide 1.

Dans ces conditions, la pression du gaz isolant est établie afin que la charge due à la différence de pression agissant sur le soufflet le de la soupape de vide 1 ne soit pas inférieure au tiers, par exemple égale à la moitié, de la force d'un ressort de frottement qui est nécessaire au contact de la soupape de vide 1, comme indiqué par les références 28a, 28b sur la figure 9, et la charge créée ne dépasse pas la charge nécessaire. Par exemple, comme l'indique la figure 13, un ressort de frottement 29 est placé entre la tige de commande 8 et le soufflet le de la soupape de vide 1. Ainsi, la force créée par la différence de pression agissant sur le soufflet le de la soupape de vide 1 est utilisée pour augmenter la résistance due au ressort de frottement.

Dans ce mode de réalisation, grâce à l'utilisation de la substance non métallique ayant une intensité d' attraction qui n'est pas inférieure à 600 MPa comme matériau du soufflet le de la soupape de vide 1, la force du soufflet le de la soupape de vide 1 est accrue et la différence de pression agissant sur le soufflet le peut être augmentée si bien que la pression du gaz isolant interne peut être élevée et la miniaturisation de la construction peut être assurée.

En outre, grâce au réglage de la pression du gaz isolant afin que la force créée par la différence de pression agissant sur le soufflet le de la soupape de vide 1 ne soit pas inférieure au tiers de la charge du ressort de frottement nécessaire pour le contact de la soupape de vide 1 et ne soit pas supérieure à la charge nécessaire, la force créée par la différence de pression agissant sur le soufflet le de la soupape de vide 1 est utilisée pour augmenter la force du ressort de frottement, si bien que la construction du ressort de frottement peut être simplifiée et la miniaturisation peut être assurée.

Treizième mode de réalisation
La figure 12 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un treizième mode de réalisation de l'invention. Un disjoncteur du treizième mode de réalisation de l'invention a un conducteur perfectionné. Comme les autres éléments sont analogues à ceux du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1, ils portent les mêmes références numériques et leur description est omise.

Comme l' indique la figure 12, la partie 22 de connexion du côté de la soupape de vide 1 du conducteur en dérivation 10 connecté à la soupape de vide 1 est formée de cuivre et l'autre partie 23 de ce conducteur 10 est formée d'aluminium.

Dans cette construction, grâce à la disposition de la partie 22 de connexion du conducteur 10 formée de cuivre et à l'autre partie 23 formée d'aluminium, le conducteur en dérivation 10 a une conductivité élevée et est léger. En conséquence, dans ce mode de réalisation, le disjoncteur peut être léger, la conduction peut être convenable et la miniaturisation est favorisée.

Quatorzième mode de réalisation
La figure 13 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un quatorzième mode de réalisation de l'invention. Ce disjoncteur comprend une cuve métallique 9 et des manchons 11 et 4 raccordés aux extrémités des parties en dérivation de la cuve 9. Des brides 19 ferment les extrémités des manchons 11 et 4. Un gaz isolant est placé dans l'espace fermé. Le diamètre du manchon 11 est inférieur à celui du manchon 4 et le manchon 11 de petit diamètre contient la soupape de vide 1.

Un conducteur en dérivation 10 est raccordé à la soupape de vide 1 au centre axial du manchon 11 qui contient la soupape de vide 1. Un conducteur rectiligne 5, placé dans le manchon 4 qui ne contient pas la soupape de vide 1, est raccordé à la partie en dérivation 10a du conducteur 10. La soupape de vide 1 a un soufflet le du côté de la cuve 9.

Dans ce mode de réalisation, un support isolant 7 est fixé dans la cuve 9 et dépasse de la surface interne de la

cuve 9, et le conducteur en dérivation 10 est supporté au bout du support isolant 7 par un siège 24. Un film isolant 25 est formé à la périphérie du support isolant 7, à la surface du siège 24, etc. Le film 25 est constitué par exemple de polytétrafluoréthylène ou d'une résine fluorée.

Dans ce mode de réalisation, grâce à la formation du film isolant 25 près du siège 24 sur le conducteur en dérivation 10 supporté par le support isolant 7 de la cuve 9, l'effet d'isolement de la partie de support du conducteur 10 sur la cuve 9 est accru si bien que, même lorsque l'effet d'isolement du gaz est inférieur à celui de SF6, la miniaturisation peut être réalisée.

Quinzième mode de réalisation
La figure 14 est une coupe d'un disjoncteur sous vide dans un quinzième mode de réalisation de l'invention. Celuici est une variante du quatorzième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, comme l'indique la figure 14, le film isolant 25 est formé à la périphérie de la surface du siège 24 du conducteur 10, etc., avec interposition d'un élément 26 formé d'aluminium pulvérisé. Le reste de la structure est analogue au quatorzième mode de réalisation.

Dans ce mode de réalisation, grâce au film isolant 25 formé par exemple de polytétrafluoréthylène ou d'une résine fluorée près de la surface du conducteur en dérivation, telle que la surface du siège 24 et grâce à l'élément 26 d'aluminium pulvérisé qui a une structure à pores microscopiques, le film isolant 25 peut être bien fixé si bien que le film est formé de manière fiable.

En conséquence, grâce à la pulvérisation d'aluminium entre le film isolant 25 et la surface du conducteur, l'adhérence du film isolant et la fiabilité peuvent être accrues.

Seizième mode de réalisation
Le seizième mode de réalisation de l' invention concerne une structure triphasée ayant un disjoncteur sous vide de l'un quelconque des quinze premiers modes de réalisation. La figure 15A est une vue en plan d'un disjoncteur sous vide

triphasé, la figure 15B une vue en élévation latérale et la figure 15C une coupe d'une phase du disjoncteur triphasé.

Comme l' indiquent les figures, dans le disjoncteur sous vide de ce mode de réalisation, trois phases de conducteurs 10 et 5 sont formées dans une cuve 17. La cuve 17 a une forme elliptique en plan et une forme hémicylindrique en coupe. La surface supérieure de la cuve 17 se recourbe progressivement du centre vers le petit axe. Les trois phases des parties en dérivation 17a, 17b sont en regard et sont dans la direction du petit axe, à la surface supérieure de la cuve 17. Dans chaque paire de parties en dérivation 17a, 17b des phases, des manchons 11,4 donnent une configuration en forme de V.

Comme l'indique la figure 15C, dans chaque phase, le manchon 11 ayant une direction de centre axial 01 est penché d'au moins 13 (comme indiqué par #1) par rapport à la perpendiculaire 02 au plan ou à la surface de support de la cuve 9, habituellement à l'axe vertical. Le manchon 4 dont la direction axiale centrale est désignée par la référence 03, est penché d'un angle qui n'est pas inférieur à 13 (comme indiqué par #2) par rapport à l'axe 02. Le manchon 11 est incliné d'au moins 30 (comme indiqué par #3) par rapport au manchon 4.

La réalisation détaillée pour chaque phase est analogue par exemple à celle qui est représentée sur la figure 1.

Dans le seizième mode de réalisation, comme le côté de masse de la cuve 17 a une forme elliptique en éventail et trois premières parties en dérivation sont destinées à se raccorder au manchon à la partie supérieure de la cuve 17 et trois secondes parties en dérivation sont penchées par rapport aux premières parties raccordées, chaque première partie raccordée forme un angle d'au moins 30 avec la seconde partie en dérivation correspondante et toutes les premières parties et secondes parties en dérivation forment un angle d'au moins 13 par rapport à une perpendiculaire au plan de support ou de masse respectivement. Ainsi, dans ce mode de réalisation, des ensembles conducteurs triphasés sont placés dans une seule cuve, l'ensemble de la

construction du disjoncteur sous vide à cuve peut être miniaturisé, et la quantité de gaz isolant de remplissage peut être notablement réduite.

Dix-septième mode de réalisation
La figure 16 est une vue en élévation latérale d'un disjoncteur sous vide à cuve dans un dix-septième mode de réalisation. Celui-ci est une variante du seizième mode de réalisation. Comme l'indique la figure 16, des plaques isolantes 27 sont placées dans chaque partie entre les phases différentes de la partie de cuve 17 utilisée pour le support de la cuve 17 qui comprend les conducteurs de trois phases.

Dans ce mode de réalisation, grâce à la disposition de la plaque isolante 27 entre les trois phases des parties de charge de la cuve 17, la distance entre les phases peut être réduite. La construction permet donc une miniaturisation et la quantité de gaz isolant de remplissage nécessaire peut être réduite.

Dix-huitième mode de réalisation
Un dix-huitième mode de réalisation de l'invention concerne le gaz isolant utilisé dans les modes de réalisation précédents. Dans ce mode de réalisation, le gaz isolant est sélectionné dans le groupe formé par l'air sec, l'azote (N2), un mélange d'air sec et d'azote N2, et un mélange de SF6 présent à raison de 50 % en poids au plus et d'au moins de l'air sec ou de l'azote, convenant à l'un quelconque des disjoncteurs des dix-sept modes de réalisation précédents. Grâce à la sélection du gaz isolant, la quantité utilisée de SF6 gazeux, qui est un gaz à effet de serre, peut être notablement réduite. Si le mélange d'air sec et de N2 est utilisé, l'azote peut être introduit sans évacuation, si bien que le coût de fabrication de l'ensemble peut être réduit. En outre, le mélange d'azote et d'une très petite quantité de SF6 de l'ordre de 1 % peut aussi être utilisé comme gaz isolant.

Dans ce cas, si N2 gazeux est utilisé indépendamment comme isolant du disjoncteur sous vide, les fuites ne peuvent pas être déterminées par un procédé classique.

Cependant, on peut facilement détecter les fuites par addition d'une petite quantité de SF6 qui peut être déterminée par un détecteur de fuites de gaz halogénés.

Comme décrit précédemment, dans le disjoncteur sous vide selon l'invention, grâce à l'incorporation de la soupape de vide au manchon et au conducteur et du conducteur à la cuve, l'espace du disjoncteur sous vide peut être réduit et l'ensemble de la construction peut être miniaturisé.

Le disjoncteur sous vide peut avoir de l'air sec, N2, un mélange d'une petite quantité de SF6 et d'air sec ou de N2, etc., et il permet donc une lutte contre le réchauffement de la planète et une miniaturisation de la composition.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux disjoncteurs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Disjoncteur sous vide, caractérisé en ce qu'il comprend : une cuve métallique (9) ayant une première partie en dérivation et une seconde partie en dérivation, un premier manchon (11) raccordé hermétiquement à la première partie en dérivation, une soupape de vide (1) placée dans le premier manchon (11) , un second manchon (4) raccordé de façon hermétique à la seconde partie en dérivation, un gaz isolant placé dans l'espace interne clos hermétiquement de la cuve métallique (9), du premier manchon (11) et du second manchon (4), un premier conducteur (5) placé dans le second manchon (4), et un conducteur en dérivation (10) ayant un point de dérivation dans la cuve métallique (9), placé dans la cuve métallique (9) et le premier manchon (11), avec une première extrémité raccordée à la soupape de vide (1) et une seconde extrémité raccordée au premier conducteur (5).

2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des premier et second manchons (13) est formé d'un matériau composite.

3. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : un transformateur (3) de courant de type "Rogowski" destiné à détecter le courant circulant dans le conducteur en dérivation (10) placé à une partie d'extrémité opposée au côté du premier manchon (11) tourné vers la cuve, un dispositif de commande placé à l'extérieur du premier manchon (11) et destiné à transmettre un signal de commande, et un câble optique (15) placé à l'intérieur du premier manchon (11) et raccordé entre le transformateur (3) de courant et le dispositif de commande pour la transmission du signal de commande.

4. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second manchon (4) et le premier conducteur (5) ont une structure moulée.

5. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un transformateur (3) de courant du type à fenêtre destiné à détecter le courant circulant dans le premier conducteur (5) et placé à une partie de raccordement du second manchon (4) et de la seconde partie en dérivation de la cuve métallique (9).

6. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la direction axiale du premier manchon (11) est alignée sur la direction axiale de la partie inférieure de la cuve métallique (9) sous l'emplacement de dérivation du conducteur en dérivation (10).

7. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence angulaire entre la direction axiale de la partie inférieure de la cuve métallique (9) sous le point de dérivation et une perpendiculaire au plan d'installation de la cuve métallique (9) est comprise entre 15 et 45 .

8. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de vide (1) est disposée afin que le point central entre les électrodes de la soupape de vide (1) soit plus proche de la cuve que le point central de la longueur efficace du premier manchon (11).

9. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une bride raccordée à une partie d'extrémité opposée au côté de la cuve de l'un au moins des premier et second manchons (11,4) ayant une partie centrale formée de cuivre et une partie périphérique entourant la partie centrale et formée d'aluminium.

10. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de vide (1) possède une partie à soufflet, la pression du gaz isolant enfermé dans la cuve métallique (9) est telle que la force due à la différence de pression appliquée à la partie à soufflet n'est pas inférieure au tiers de la force d'un ressort de frottement nécessaire aux contacts de la soupape de vide (1) ni

supérieure à la force du ressort de frottement nécessaire aux contacts de la soupape de vide (1).

11. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de vide comprend une partie à soufflet (le) formée d'un matériau non magnétique dont l'intensité d'attraction dans la cuve n'est pas inférieure à 600 MPa.

12. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur en dérivation (10) est composé d'une première partie formée de cuivre et raccordée à la soupape de vide (1) et d'une seconde partie formée d'aluminium et raccordée au premier conducteur (5).

13. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une partie isolante de support dépassant d'une surface interne de la cuve métallique (9) et destinée à supporter et fixer le conducteur en dérivation (10).

14. Disjoncteur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une tige de manoeuvre destinée à déplacer la soupape de vide (1), et le conducteur en dérivation (10) est creux et la tige de manoeuvre est placée dans le conducteur en dérivation (10).

15. Disjoncteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que la partie de support isolante est munie d'un siège placé sur la partie isolante de support et qui supporte le conducteur en dérivation (10), et une surface du siège de la partie isolante de support est recouverte d'un film isolant.

16. Disjoncteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la partie isolante de support a un matériau d'aluminium pulvérisé entre le siège et le film isolant.

17. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz isolant est choisi dans le groupe formé par l'air sec, l'azote, un mélange d'air sec et d'azote, et un mélange de SF6 gazeux, en quantité inférieure ou égale à 50 % en poids, avec au moins un gaz choisi parmi l'air sec et l'azote gazeux.

18. Disjoncteur selon la revendication 17, caractérisé en ce que la cuve métallique (9) comporte trois ensembles conducteurs, chacun étant composé du premier manchon (11),

du second manchon (4), de la soupape de vide (1) contenue dans le premier manchon (11), du premier conducteur (5) contenu dans le second manchon (4) et du conducteur en dérivation (10) qui connecte la soupape de vide (1) au premier manchon (11) .

19. Disjoncteur sous vide, caractérisé en ce qu'il comprend : une cuve métallique (17) ayant trois ensembles qui comportent chacun une première partie en dérivation et une seconde partie en dérivation, trois premiers manchons (11) raccordés chacun hermétiquement à l'une des premières parties en dérivation, trois seconds manchons (4) raccordés chacun hermétiquement à l'une des secondes parties en dérivation, un gaz isolant disposé dans les espaces internes clos hermétiquement de la cuve métallique (17), des trois premiers manchons et des trois seconds manchons, trois soupapes de vide (1) placées chacune dans l'un des premiers manchons, trois premiers conducteurs (5) placés chacun dans l'un des seconds manchons, et trois conducteurs en dérivation (10) ayant chacun un point de dérivation dans la cuve métallique (17), disposés dans la cuve métallique (17) et l'un des premiers manchons, et munis chacun d'une première extrémité raccordée à l'une des soupapes de vide et d'une seconde extrémité raccordée à l'un des premiers conducteurs.

20. Disjoncteur selon la revendication 19, caractérisé en ce que : chacune des directions axiales des premiers manchons fait un angle qui n'est pas inférieur à 30 avec la direction axiale du second manchon respectif (4), et chacune des directions axiales des premiers manchons (11) et des seconds manchons (4) forme un angle qui n'est pas inférieur à 13 avec une perpendiculaire à la surface sur laquelle est installée la cuve métallique (17).

21. Disjoncteur selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une plaque isolante placée

entre les ensembles conducteurs et destinée à séparer les parties de charge des ensembles conducteurs triphasés les uns des autres.