FR2850204A1 - Dispositif de commutation de type renferme. - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend une soupape à dépression (2) comportant des contacts de commutation (4, 5) et situé dans un réservoir de gaz isolant (1), une tige mobile (9) véhiculant le courant et dont une extrémité est couplée d'un seul tenant au contact mobile (5), un ressort (19) d'ajustement de la pression de contact sur l'autre extrémité de l'arbre, une tige d'actionnement (17) traversant le réservoir (1), une partie formant mécanisme d'actionnement (18) réalisant la commutation de la soupape (2) et monté sur la tige isolante (17), une tige isolante (11) montée à l'intérieur du réservoir de gaz et établissant une isolation électrique entre la tige (17) et le ressort (19).Application notamment aux coupe-circuits.
Description
La présente invention concerne un dispositif de
commutation de type renfermé, dans lequel une soupape à dépression équipée d'une paire de contacts de commutation et une partie formant mécanisme mobile pour déplacer la 5 soupape à dépression sont disposés dans un réservoir de gaz rempli d'un gaz isolant.
Jusqu'à présent, un câblage électrique était connecté et déconnecté au moyen d'un coupe-circuit sous vide (comme cela est décrit par exemple dans la demande de 10 brevet japonais publié (non examinée) N0 1997/147700 (pages 1 à 5, figures 1 à 7)). Dans ce coupe-circuit à vide classique décrit dans la demande de brevet japonais publiée (non examinée) N0 1997/147700, tous les éléments tels qu'une soupape à dépression, une tige isolante, un ressort 15 d'ajustement de la pression de contact sont librement exposés à l'air atmosphérique.
Cependant, dans un tel cas, tous les éléments restent librement ouverts (exposés) à l'air de manière à fixer une tension de claquage diélectrique prédéterminée, 20 l'ensemble du dispositif de commutation possédant de façon inévitable une taille importante, et l'humidité dans l'air et dans la matière étrangère contenue dans l'air adhérant fréquemment à la surface de la tige isolante. Il en résulte qu'un problème tel qu'un défaut de fonctionnement, apparaît 25 sous l'effet de la réduction de la résistance d'isolation de la surface de la tige isolante.
Pour éliminer un tel problème, on peut avoir l'idée de miniaturiser l'ensemble du dispositif de commutation de type renfermé, en disposant un ensemble de 30 parties du circuit électrique, qui est l'un des éléments constituant le coupe-circuit sous vide classique, dans un réservoir de gaz et d'empêcher efficacement une réduction de la résistance d'isolation de la surface de la tige isolante. Lors de l'installation du coupe- circuit sous vide 35 classique mentionné avec sa forme inchangée dans un réservoir de gaz, on peut obtenir un dispositif de commutation de type renfermé possédant un agencement tel que représenté sur la figure 7 annexée à la présente demande.
En référence à la figure 7, le chiffre de référence 1 désigne un réservoir de gaz rempli par un gaz isolant et le chiffre de référence 2 désigne une soupape à dépression disposée dans le réservoir à gaz 1 et fixée par un élément non représenté. La soupape à dépression 2 est 10 pourvue d'un contact fixe de commutation 4 et d'un contact mobile de commutation 5 constituant une paire dans un boîtier 3 qui les loge. Le chiffre de référence 8 désigne un arbre fixe, véhiculant le courant, qui est formé d'un seul tenant avec le contact fixe 4 de la soupape à 15 dépression 2, le chiffre de référence 9 désigne un arbre mobile véhiculant le courant et formé d'un seul tenant avec contact mobile 5 de la soupape à dépression 2, et les deux arbres 8 et 9 véhiculant le courant traversent le boîtier 3 et font saillie hors de ce dernier. Un câblage d'un circuit 20 principal non représenté est connecté à l'arbre fixe 8 véhiculant le courant et un autre câblage d'un circuit principal non représenté est connecté à l'arbre mobile 9 véhiculant le courant au moyen d'un conducteur flexible 10.
Le chiffre de référence 11 désigne une tige 25 isolante fixée sur l'autre côté d'extrémité de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant. Cette tige isolante Il transmet une force d'actionnement depuis une partie formant mécanisme d'actionnement 18 décrite plus loin au contact mobile 5 de la soupape à dépression 2 et établit une 30 isolation électrique entre l'arbre mobile 9 véhiculant le courant et un ressort 19 d'ajustement de la pression de contact.
Le chiffre de référence 14 désigne un écran de protection vis-à-vis d'arc, qui recouvre la paire de 35 contacts 4, 5 et le chiffre de référence 15 désigne une partie de guidage formée sur le boîtier 3 de telle sorte que l'arbre mobile 9 véhiculant le courant s'étend à travers et est supporté par la partie de guidage 15. Le chiffre de référence 16 désigne un soufflet d'étanchéité 5 servant à maintenir l'étanchéité vis-à-vis de l'air dans la soupape à dépression 2.
Le chiffre de référence 17 désigne une tige d'actionnement qui est disposée de manière à traverser une partie de guidage 20 formée sur le réservoir de gaz 1, le 10 chiffre de référence 18 désigne la partie formant mécanisme d'actionnement qui est prévue sur la tige d'actionnement 17 à l'extérieur du réservoir de gaz 1. Le chiffre de référence 19 désigne le ressort d'ajustement de la pression de contact disposé sur la tige d'actionnement 17 à 15 l'intérieur du réservoir de gaz 1. Ce ressort 19 d'ajustement de la pression de contact presse le contact 5 contre le contact 4 avec une pression appropriée pour amener les contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2 dans un état dans lequel les électrodes sont fermées. Ce ressort 20 19 d'ajustement de la pression de contact est réuni à la tige isolante mentionnée 11.
On notera que, dans le cas de la réalisation du dispositif de commutation de type renfermé moyennant la mise en place du coupe-circuit à dépression classique, avec 25 sa forme inchangée dans le réservoir de gaz 1, la tige isolante 11 est fixée directement à l'arbre mobile 9 véhiculant le courant. En outre, dans cet agencement, le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact est monté sur la tige d'actionnement 17 et le ressort mentionné 19 30 est réuni à la tige isolante 11. Il en résulte que l'arbre mobile mentionné 9, qui véhicule le courant et inclut la soupape à dépression 2 et l'arbre fixe 9 véhiculant le courant, est maintenu dans un état dans lequel une haute tension lui est appliquée. Par ailleurs le ressort 19 35 d'ajustement de la pression de contact est isolé par la tige isolante Il et par conséquent est maintenu au potentiel de masse, incluant la tige d'actionnement 17, la partie formant mécanisme d'actionnement 18, et la face de la paroi du réservoir de gaz 1.
Dans l'agencement mentionné précédemment, lorsque les contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2 sont dans un état d'électrodes ouvertes et dans lequel la partie formant mécanisme d'actionnement 18 est actionnée à partir de cet état pour l'entraînement de la tige d'actionnement 17 vers 10 la droite sur le dessin, une force d'entraînement est transmise à l'arbre mobile 9 véhiculant le courant par l'intermédiaire du ressort 19 d'ajustement de la pression de contact et de la tige isolante 11. Il en résulte que les contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2 sont amenés en 15 électrodes fermées. C'est pourquoi un courant électrique traverse le circuit principal en passant par exemple dans l'arbre fixe 8 véhiculant le courant, les contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2, l'arbre mobile 9 véhiculant le courant et le conducteur flexible 10. D'autre part, lorsque 20 la partie formant mécanisme d'actionnement est actionnée pour entraîner la tige d'actionnement 17 vers la gauche sur le dessin, les contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2 sont amenés en électrodes ouvertes et par conséquent le courant électrique traversant le circuit principal est 25 interrompu.
Cependant, dans le dispositif de commutation de type renfermé, qui est formé par mise en place du coupecircuit sous vide classique dans sa forme inchangée dans le réservoir de gaz 1 comme représenté sur la figure 7, il se 30 pose les problèmes suivants.
C'est-à-dire qu'une extrémité de la tige d'actionnement 17 est supportée par la partie formant mécanisme d'actionnement 18, et l'autre extrémité de la tige d'actionnement 17 est supportée par la partie de 35 guidage 20 du réservoir de gaz 1, ce qui a pour effet que la tige d'actionnement 17 supportée en deux points de ce type oscille fortement verticalement dans la direction perpendiculaire à la direction de l'arbre.
D'autre part, l'arbre mobile 9 véhiculant le 5 courant est supporté uniquement au niveau de sa partie médiane par la pièce de guidage 15 formée sur le boîtier 3 de la soupape à dépression 2, et le contact mobile 5 est tourné vers le contact fixe 4 sur un côté d'extrémité de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant, et l'autre 10 extrémité de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant est réunie au ressort flexible 19 d'ajustement de la pression de contact par l'intermédiaire de la tige isolante 11.
Compte tenu d'une telle structure les éléments qui vont de la tige isolante 11 au contact mobile 5 en passant par 15 l'arbre mobile 9 véhiculant le courant peuvent aisément osciller, dans leur ensemble, dans la direction perpendiculaire à la direction de l'arbre, la partie de guidage 15 de la soupape à dépression 2 agissant en tant que point de support. Etant donné que la longueur L2 entre 20 la tige isolante 11 et le contact mobile 5 est plus grande, les éléments oscillent globalement d'une manière plus conséquente.
Comme cela a été décrit précédemment, dans le cas o la quantité d'oscillation des éléments allant de la tige 25 isolante 11 au contact mobile 5 en passant par l'arbre mobile 9 véhiculant le courant est importante dans son ensemble, il existe un accroissement de la charge décalée sur la surface des contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2, et un accroissement de la force de frottement sur la 30 partie de guidage 15, sur laquelle l'arbre mobile 9 véhiculant le courant est supporté. L'accroissement de la charge décalée entraîne un accroissement de la résistance de contact sur la surface des contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2, en conduisant éventuellement à une perte de 35 puissance. En outre, lors d'un accroissement de la force de frottement sur la partie de guidage 15, une force d'actionnement plus importante est requise pour la partie formant mécanisme d'actionnement 18, qui gêne un fonctionnement uniforme ou régulier.
- Si on réduit la longueur de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant, la longueur L2, qui va de la tige isolante 11 au contact mobile 5, est également réduite et il est possible de réduire la quantité d'oscillation.
Cependant, dans la construction réelle, il est nécessaire 10 de fixer le conducteur flexible 10 et différents éléments non représentés dans la position médiane de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant. Tout en garantissant un espace pour ces composants, une forte réduction de longueur de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant n'est pas toujours 15 facile et par conséquent il existe une limite au raccourcissement.
La présente invention a été mise au point pour éliminer les problèmes indiqués précédemment, et un but est de fournir un dispositif de commutation de type renfermé, 20 dans lequel la quantité d'oscillation d'un arbre mobile véhiculant le courant et d'un contact mobile d'une soupape à dépression est réduite, la charge décalée sur la surface des contacts est réduite et la force de frottement au niveau de la partie sur laquelle l'arbre mobile véhiculant 25 le courant est supportée, est réduite.
Pour atteindre l'objectif mentionné précédemment, il est prévu un dispositif de commutation de2 type renfermé selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte: une soupape à dépression qui est équipée d'une paire de 30 contacts de commutation et est disposée dans un réservoir de gaz rempli d'un gaz isolant, un arbre mobile véhiculant le courant, dont une extrémité est couplée d'un seul tenant à un contact mobile de ladite soupape à dépression, un ressort d'ajustement de la pression de contact, qui est disposé sur l'autre côté dudit arbre mobile véhiculant le courant; une tige d'actionnement qui est disposée de manière à traverser ledit réservoir de gaz; une partie formant mécanisme d'actionnement qui exécute l'opération de commutation de la soupape à dépression et est montée sur ladite tige d'actionnement située à l'extérieur du réservoir de gaz; une tige isolante qui est montée sur ladite tige 10 d'actionnement située à l'intérieur réservoir de gaz; et la tige isolante établit l'isolation électrique entre ladite tige d'actionnement et ledit ressort d'ajustement de la pression de contact, ledit ressort d'ajustement de la pression de 15 contact étant réuni à ladite tige isolante.
Dans le dispositif de commutation de type renfermé possédant l'agencement indiqué précédemment, seul l'arbre mobile véhiculant le courant et le contact mobile sont situés sur le côté de la soupape à dépression à partir 20 du ressort flexible d'ajustement de la pression de contact, sans aucune tige isolante. Par conséquent la longueur des éléments allant de l'arbre mobile véhiculant le courant au contact mobile est réduite dans son ensemble. Il en résulte qu'une quantité d'oscillation de l'arbre véhiculant le 25 courant et du contact mobile de la soupape à dépression est réduite, que la charge décalée sur la surface des contacts est réduite et que la force de frottement au niveau de la partie sur laquelle est supporté l'arbre mobile véhiculant le courant, est réduite.
Dans le dispositif de commutation de type renfermé selon l'invention, la tige isolante est fixée à la tige d'actionnement et le ressort d'ajustement de la pression de contact est monté directement sur une extrémité de l'arbre mobile véhiculant le courant. C'est pourquoi 35 seul l'arbre mobile véhicule le courant et le contact mobile sont situés sur le côté de la soupape à dépression à partir du ressort d'ajustement de la pression de contact.
Par conséquent, la longueur des éléments depuis un côté d'extrémité de l'arbre mobile véhiculant le courant 5 jusqu'au contact mobile est raccourcie globalement. Il en résulte que non seulement le dispositif de commutation est miniaturisé de façon supplémentaire, mais que également la quantité d'oscillation de l'arbre mobile véhiculant le courant et du contact mobile de la soupape à dépression est 10 réduite et la charge décalée sur la surface des contacts est réduite. Par conséquent la perte de puissance entre les contacts est réduite. En outre, la force de frottement dans la partie, sur laquelle l'arbre mobile véhiculant le courant est supportée, est réduite et par conséquent la 15 partie formant mécanisme d'actionnement peut être actionnée avec une faible force d'actionnement, ce qui conduit aisément à une amélioration de la performance d'actionnement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, 20 une partie formant barrière isolante recouvrant une partie ou l'ensemble de la circonférence extérieure dudit ressort d'ajustement de la pression de contact est formée d'un seul tenant sur ladite tige isolante.
Selon une autre caractéristique de l'invention, 25 une plaque de retenue du ressort servant à raccourcir et maintenir ledit ressort d'ajustement de la pression de contact à une longueur prédéterminée est montée sur ladite tige isolante, et un diamètre extérieur de ladite plaque de retenue du ressort est inférieur à un diamètre intérieur de 30 ladite partie formant barrière isolante formée sur ladite tige isolante.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir de gaz est rempli par ledit gaz isolant sous une pression comprise entre 0,1 et 0,30 MPa.absolus et 35 ledit gaz isolant est constitué par n'importe quel gaz suivant comprenant de l'air non traité, de l'air dont l'eau et/ou la poussière sont retirés, du gaz azote, un gaz mixte formé d'oxygène et d'azote, et un gaz mixte formé d'oxyde de carbone et d'azote.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir de gaz est rempli par ledit gaz isolant sous une pression comprise entre 0,1 et 0,30 MPa.absolus et ledit gaz isolant est constitué par n'importe lequel des gaz suivants: SF6 (hexafluorure de soufre), C-C4F8, C2F6 et 10 C3F8 mélangés au gaz azote ou à l'air.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue d'agencement schématique représentant le dispositif de commutation de type renfermé selon la forme de réalisation 1 de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe représentant 20 un agencement au voisinage d'une tige isolante retirée du dispositif de commutation de type renfermé de la figure 1; - la figure 3 est un diagramme caractéristique représentant une relation entre la barrière isolante formée sur la tige isolante représentée sur la figure 2 et la 25 tension de claquage diélectrique; - les figures 4(a) et (b) sont des vues de face montrant chacune un état dans lequel un diamètre extérieur d'une plaque de retenue de ressort servant à repousser un ressort d'ajustement de la pression de contact est modifié 30 par rapport au diamètre extérieur de la barre isolante formée sur la tige isolante; - la figure 5 est un graphique caractéristique représentant une relation entre la tension de claquage diélectrique et le diamètre extérieur de la plaque de 35 retenue du ressort, dans le cas d'une modification du diamètre extérieur de la plaque de retenue du ressort d'ajustement de la pression de contact, disposé sur la tige isolante; - la figure 6 est une vue en coupe représentant une modification de la tige isolante; et - la figure 7, dont il a déjà été fait mention, est une vue schématique, dans laquelle un dispositif de commutation de type renfermé est formé par disposition d'un coupe-circuit sous vide classique, dans sa forme non 10 modifiée dans un réservoir de gaz.
La figure 1 est une vue schématique représentant un agencement du dispositif de commutation de type renfermé conformément à la forme de réalisation 1 de la présente invention et la figure 2 représente une vue en coupe de la 15 partie située au voisinage d'une tige isolante. Les mêmes chiffres de référence désignent les composants identiques représentés sur la figure 7.
Le dispositif de commutation de type renfermé correspondant à cette forme de réalisation 1 comporte un 20 réservoir de gaz 1, et ce réservoir de gaz 1 est rempli par un gaz isolant. Dans cet exemple le réservoir de gaz 1 est rempli par le gaz isolant qui est de l'air atmosphérique non traité à une pression quelconque dans une gamme comprise de 0,1 à 0,30 MPa. absolus.
Une soupape à dépression 2 est disposée dans le réservoir de gaz 1 et est fixée au moyen d'un élément non représenté. Cette soupape à dépression 2 est équipée d'un contact fixe de commutation 4 et d'un contact mobile de commutation 5 formant une paire dans un boîtier 3. Une 30 extrémité d'un arbre fixe 8 véhiculant le courant est prévue d'un seul tenant avec le contact fixe 4 de la soupape à dépression 2 et un côté de l'extrémité d'un arbre mobile 9 véhiculant le courant est prévu d'un seul tenant avec le contact mobile 5. Les deux arbres 8 et 9 véhiculant 35 le courant traversent le boîtier 3 et font saillie hors de ce dernier. Un câblage d'un circuit principal non représenté est connecté à l'arbre fixe 8 véhiculant le courant, et un câblage d'un circuit principal non représenté est raccordé à l'arbre 9 véhiculant le courant, par l'intermédiaire d'un conducteur flexible 10.
En outre un ressort 19 d'ajustement de la pression de contact est monté sur l'autre côté d'extrémité de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant et presse le contact 4 contre le contact 5 avec une pression appropriée 10 lorsque les contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2 sont dans l'état d'électrodes fermées. La référence 14 désigne un écran de protection visà-vis d'arcs qui recouvre la paire de contacts 4, 5, et le chiffre de référence 16 désigne une partie de guidage formée sur le boîtier 3 de 15 telle sorte que l'arbre mobile 9 véhiculant le courant traverse la partie de guidage 15 et est supporté par la partie de guidage 15. Le chiffre de référence 16 est un soufflet d'étanchéité servant à maintenir l'étanchéité visà-vis de l'air dans la soupape à dépression 2.
Une tige d'actionnement 17 est disposée de manière à traverser une partie de guidage 20 formée sur le réservoir de gaz 1 et un soufflet d'étanchéité pour maintenir l'étanchéité à l'air dans le réservoir de gaz 1 est monté sur la partie de guidage 20. Une partie formant 25 mécanisme d'actionnement 18 pour l'exécution d'une opération de commutation de la soupape à dépression 2 est fixée sur la tige d'actionnement 17 à l'extérieur du réservoir de gaz 1, et une tige isolante 11 est fixée sur la tige d'actionnement 17 à l'intérieur du réservoir de gaz 30 1. Cette tige isolante 11 transmet une force d'actionnement depuis la partie formant mécanisme d'actionnement 18 au contact mobile 5 de la soupape à dépression 2 et établit une isolation électrique entre cette tige d'actionnement 17 et le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact. La 35 tige isolante 11 est réunie au ressort 19 d'ajustement de la pression de contact.
Dans cette forme de réalisation 1, le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact est monté directement sur l'arbre mobile 9 véhiculant le courant, et 5 la tige isolante 11 est fixée à la tige d'actionnement 17.
Lorsqu'on regarde depuis le côté de la soupape à dépression 2 vers le côté de la partie formant mécanisme d'actionnement 18, on comprend que le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact et la tige isolante 10 11 sont disposés dans l'ordre inverse de celui de ces parties dans l'agencement représenté sur la figure 7. Par conséquent une haute tension (tension alternative disponible dans le commerce) est maintenue appliquée au ressort 19 d'ajustement de la pression de contact 15 conjointement avec l'arbre mobile 9 véhiculant le courant, la soupape à dépression 2 et l'arbre fixe 8 véhiculant le courant. D'autre part la tige d'actionnement 17, la partie formant mécanisme d'actionnement 18 et la face de la paroi du réservoir de gaz 1 sont maintenues au potentiel de 20 masse.
Le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact est flexible. Par conséquent, comme pour la partie s'étendant depuis ce ressort 19 d'ajustement de la pression de contact jusqu'au contact mobile 5 de la soupape à 25 dépression 2 sur la moitié droite du dessin, la longueur des éléments qui sont en contact avec le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact et vont de la tige isolante 11 jusqu'au contact mobile 5 en passant par l'arbre mobile 9 véhiculant le courant est une longueur L2 30 dans l'agencement représenté sur la figure 7. D'autre part, la longueur totale des éléments allant de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant, en contact avec le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact, jusqu'au contact mobile 5 est la longueur Ll dans cette première forme de 35 réalisation. Etant donné que la tige isolante 11 n'est pas disposée sur le côté droit du ressort flexible 19 d'ajustement de la pression de contact dans cette première forme de réalisation, la quantité d'oscillation de l'arbre mobile 9 véhiculant le courant et de l'arbre mobile 5 de la soupape à dépression 2 est réduite de L2 > Ll.
Il en résulte qu'une charge décalée appliquée aux surfaces des contacts 4, 5 de la soupape à dépression 2 est réduite et que la résistance des contacts 4, 5 est également réduite, ce qui conduit éventuellement à une 10 réduction de la perte de résistance au moment de l'application de la puissance. En outre la force de frottement au niveau de la partie de guidage 15, sur laquelle l'arbre mobile 9 véhiculant le courant est supporté, est réduite et par conséquent il devient possible 15 d'utiliser dans la pratique la partie formant mécanisme d'actionnement 18 même avec une faible force d'actionnement.
Dans le cas de l'agencement d'un coupe circuit sous vide tel que la tige isolante 11 reste exposée à l'air 20 atmosphérique comme cela a été décrit dans la demande de brevet japonais précédente publiée (non examinée) N0 1997/147700, il est possible que l'humidité incluse dans l'air et dans la substance étrangère contenue dans l'air adhèrent à la surface de la tige isolante 11, ce qui 25 entraîne une altération de la résistance d'isolation.
D'autre part, dans le dispositif de commutation de type renfermé conformément à cette première forme de réalisation ayant l'agencement indiqué plus haut, la tige isolante 11 est logée dans le réservoir de gaz 1 et il 30 n'existe pour l'essentiel aucune possibilité que l'humidité et la substance étrangère n'adhèrent à la tige isolante 11.
Il est par conséquent inutile de prendre des soins particuliers pour réaliser l'entretien de la résistance d'isolation de la surface. En d'autres termes, en ce qui 35 concerne la tige isolante 11 du dispositif de commutation de type renfermé, il est possible de veiller exclusivement à améliorer la tension de claquage diélectrique entre une haute tension et une basse tension. En rapport avec le point de vue précédent, cette première forme de réalisation 5 adopte une construction représentée sur la figure 2 pour la tige isolante 11.
Dans cette première forme de réalisation, la tige isolante Il est constituée par un isolant tel qu'une résine époxy ou une résine polyester, et un conducteur métallique 10 24 côté haute tension est inséré directement dans cette tige isolante 11 sur le côté supérieur, dans l'axe central de cette tige. En outre une tige métallique 30 de liaison côté basse tension, qui est réunie d'un seul tenant à la tige d'actionnement 17 mentionnée précédemment est insérée 15 d'un seul tenant dans la tige isolante 11 sur le côté inférieur de cette dernière.
Une gorge circonférentielle lia ayant une profondeur prédéterminée Hi est formée sur la partie supérieure de la tige isolante 11 d'une manière 20 concentrique au conducteur côté haute tension 24, et l'extérieur de cette gorge circonférentielle lla est agencé de manière à servir de partie formant barrière isolante cylindrique lib. Par conséquent, cette partie formant barrière isolante llb possède une hauteur Hl qui est égale 25 à la profondeur Hi mentionnée. La gorge circonférentielle lla servant à former la partie formant barrière llb s'ouvre vers le haut, mais ceci ne pose aucun problème étant donné que l'ensemble de la tige isolante 11 est logé dans le réservoir de gaz 1 et par conséquent il n'existe pour 30 l'essentiel aucune possibilité que l'humidité et la substance étrangère n'adhèrent à la tige isolante 11. En outre un pli (partie repliée) llc servant à garantir une longue ligne de fuite pour l'isolation depuis la partie formant barrière llb jusqu'à la tige isolante 17, est 35 formée sur la partie inférieure de la tige isolante 11.
Le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact est disposé dans la gorge circonférentielle mentionnée lla. En outre un guide 25 du ressort est disposé sur une face de paroi intérieure de la gorge 5 circonférentielle lia de manière à empêcher que la tige isolante 11 ne se déforme ou ne se fissure en raison du positionnement et d'une force de réaction élastique du ressort 19 d'ajustement de la pression de contact. En outre une plaque 26 de retenue du ressort est disposée sur une 10 extrémité supérieure du ressort 19 d'ajustement de la pression de contact de manière à maintenir le ressort précédent 19 à une longueur prédéterminée et de produire une force appropriée de réaction du ressort. Cette plaque 26 de retenue du ressort est boulonnée et fixée sur le 15 conducteur 24 située du côté de la haute tension avec un boulon 29 conjointement avec un élément intérieur de fixation 27 et un élément extérieur de fixation 28. En outre, l'autre partie d'extrémité d'une tige de liaison 31 située côté haute tension, qui est raccordée d'un seul 20 tenant à l'arbre mobile mentionné 9 véhiculant le courant, engrène parvissage avec l'élément extérieur de fixation 28.
La figure 3 représente des résultats de mesure de la tension de claquage diélectrique Vb dans l'air 25 atmosphérique, dans le cas o la hauteur Hi de la partie formant barrière isolante llb de la tige isolante 1i agencée comme représenté sur la figure 2 est modifiée en trois étapes.
On comprendra en regardant la figure 3 que la 30 tension de claquage est de 150 kV dans le cas o la hauteur Hi de la partie formant barrière isolante llb est égale à 5 mm et que la tension de claquage dépasse 200 kV dans le cas o la hauteur Hi est égale à 18 mm. Dans le cas o la hauteur Hi est égale à 33 mm, la tension de claquage est 35 presque la même que dans le cas d'une hauteur de 18 mm, ce qui signifie que la tension de calquage diélectrique est saturée en restant à une valeur fixe. Un champ électrique intense est produit au niveau d'une extrémité de la plaque 26 de retenue du ressort, ce qui peut induire une décharge 5 électrique à partir de l'extrémité de la plaque 26 de retenue du ressort. Cependant le développement de la décharge électrique est limité et la tension de claquage diélectrique augmente à condition que la hauteur Hi de la partie formant barrière isolante llb soit réglée à une 10 valeur appropriée. Bien que l'avantage de disposer la partie formant barrière isolante llb soit également manifeste dans le cas o la valeur Hi est inférieure à 20 mm, les résultats représentés sur la figure 3 suggèrent qu'il est préférable de régler la hauteur Hi de manière 15 qu'elle ne soit pas inférieure à 20 mm.
De cette manière, lorsque le réglage de la partie formant barrière isolante llb correspond à une hauteur Hi non inférieure à la valeur de 20 mm, la performance du point de vue tension de tenue de la tige isolante 11 est 20 remarquablement améliorée. C'est pourquoi une tension de tenue suffisante est fixée par la tige isolante 11 même si le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact est montée directement sur l'arbre mobile 9 véhiculant le courant.
La figure 4(a) représente un cas o le diamètre extérieur 7 seul de la plaque de retenue du ressort est modifié de manière à être supérieur au diamètre intérieur de la partie formant barrière isolante lb. La figure 4(b) représente un autre cas, dans lequel le diamètre extérieur 30 de la plaque 26 de retenue du ressort est modifié de manière à être inférieur au diamètre intérieur de la partie formant barrière isolante l1b. La figure 5 représente les résultats de la mesure de la tension de claquage diélectrique Vb dans l'air dans les cas o le diamètre 35 extérieur de la plaque 26 de retenue du ressort est modifié comme représenté sur les figures 4(a)et (b). Dans cet exemple, la partie formant barrière isolante llb possède une hauteur Hi égale à 20 mm.
On comprendra sur la figure 5 que la tension de 5 claquage est supérieure lorsque le diamètre extérieur de la plaque 26 de retenue du ressort est inférieur au diamètre intérieur de la partie formant barrière isolante llb. C'est pourquoi dans le cas o le diamètre extérieur de la plaque 26 de retenue du ressort est supérieur au diamètre 10 intérieur de la partie formant barrière isolante llb, une décharge électrique à partir de l'extrémité de la plaque 26 de retenue du ressort est aisément réalisée et l'effet de barrière n'est pas obtenu d'une manière suffisante. Au contraire, la décharge électrique provenant de l'extrémité 15 de la plaque 26 de retenue du ressort ne se produit pas aisément dans le cas o le diamètre extérieur de la plaque 26 de retenue du ressort est inférieur au diamètre intérieur de la plaque formant barrière isolante llb.
De cette manière, la performance de tension de 20 tenue de la tige isolante Il est remarquablement améliorée par l'établissement d'un diamètre extérieur de la plaque 26 de retenue du ressort de manière qui soit inférieur au diamètre extérieur de la partie formant barrière isolante llb. Il en résulte qu'une tension de tenue suffisante peut 25 être fixée par la tige isolante 11 même si le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact est monté directement sur l'arbre mobile 9 véhiculant le courant, conjointement avec les avantages obtenus par le réglage approprié de la hauteur Hi de la partie formant barrière 30 isolante llb.
Sur la base de la première forme de réalisation indiquée précédemment, on peut apporter les changements et modifications indiqués ci-après: (1) La tige isolante 11 de la première forme de 35 réalisation mentionnée précédemment comporte un pli llc formé dans une partie située proche de la tige de liaison 30 située côté basse tension, connectée à la tige d'actionnement 17. Dans le cas o la tige isolante 11 doit posséder une tension élevée de tenue, il est préférable de 5 prévoir un tel pli lic en vue de fixer une longue ligne de fuite pour l'isolation. Il est également possible de supprimer la formation d'un tel pli lic dans le cas o aucune tension de tenue très élevée n'est requise. Le fait d'omettre la formation du pli 1lc permet de simplifier 10 aisément la structure et la fabrication de la tige isolante il.
(2) En dehors de la configuration de la tige isolante 11 représentée sur la figure 2, une autre configuration représentée sur la figure 6 est également 15 utilisable. La tige isolante 11 représentée sur la figure 6 est disposée de telle sorte que la hauteur H2 de la partie formant barrière isolante llb s'étend dans la direction de l'arbre au-delà de l'emplacement, sur lequel la plaque 26 de retenue du ressort est montée. C'est pourquoi, dans cet 20 agencement, le ressort 19 d'ajustement de la pression de contact et la plaque 26 de retenue du ressort sont toutes deux disposées dans la partie formant barrière isolante llb. En utilisant cet agencement, la majeure partie de la portion à laquelle une haute tension est appliquée et une 25 décharge électrique se produit est recouverte par la barrière isolante llb et il en résulte que la performance de tension de tenue est globalement améliorée de façon supplémentaire.
(3) Bien que le soufflet 21 soit utilisé pour 30 garantir l'étanchéité à l'air de la partie de guidage 20 formée sur la face de la paroi du réservoir de gaz 1 dans la forme de réalisation 1 indiquée précédemment, il est également préférable d'adopter une construction dans laquelle un joint torique est monté sur la partie de 35 guidage 20.
(4) Bien que de l'air non traité soit utilisé sous pression en tant que gaz isolant remplissant le réservoir de gaz 1 de ce dispositif de commutation de type renfermé, dans la forme de réalisation 1 indiquée 5 précédemment, il est également préférable d'utiliser n'importe lequel des gaz comprenant l'air atmosphérique, dont l'eau et/ou la poussière sont éliminées, le gaz azote, un gaz mixte formé d'oxygène et d'azote et un gaz mixte formé de dioxyde de carbone et d'azote. Dans ce cas la 10 pression du gaz se situe à n'importe quelle valeur dans une gamme allant de 0,1 à 0,30 MPa.absolus. Tous ces types de gaz n'ont aucune action sur l'effet de serre ou n'ont qu'une action négligeable sur l'effet de serre en raison de leur action douce vis-à-vis de ce qui est désigné comme 15 étant l'environnement global.
L'utilisation d'un gaz électronégatif tel que du SF6 (hexafluorure de soufre), du C-C6F6, du C2F6 ou du C3F8 entraîne une amélioration de la performance de tension de tenue du dispositif de commutation de type renfermé par 20 rapport à l'air, etc., décrit précédemment et présente l'avantage de fournir un dispositif de commutation de type renfermé présentant une haute fiabilité. En outre, la réduction de l'influence sur l'effet de serrage par mélange du gaz électronégatif précédent avec du gaz azote ou de 25 l'air fournit l'avantage de maintenir une tension de tenue appropriée et d'avoir un effet doux vis-à-vis de l'environnement global.
(5) La présente invention n'est pas limitée à l'agencement décrit dans la forme de réalisation 1 décrite 30 précédemment et il est évident que de nombreux changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (5)
1. Dispositif de commutation de type renfermé, caractérisé en ce qu'il comporte: une soupape à dépression (2) qui est équipée d'une paire de contacts de commutation 5 (4, 5) et est disposée dans un réservoir de gaz (1) rempli d'un gaz isolant, un arbre mobile (9) véhiculant du courant, dont une extrémité est couplée d'un seul tenant à un contact mobile (5) de ladite soupape à dépression (1), un ressort (19) d'ajustement de la pression de contact, qui est disposé sur l'autre côté dudit arbre mobile (9) véhiculant le courant; une tige d'actionnement (17) qui est disposée de manière à traverser ledit réservoir de gaz (1); une partie (18) formant mécanisme d'actionnement qui exécute l'opération de commutation de la soupape à dépression (2) et est montée sur ladite tige d'actionnement (17) située à l'extérieur du réservoir de gaz (1); une tige isolante (11) qui est montée sur ladite 20 tige d'actionnement (17) située à l'intérieur réservoir de gaz (1); et la tige isolante (11) établit l'isolation électrique entre ladite tige d'actionnement (17) et ledit ressort (19) d'ajustement de la pression de contact, ledit ressort (19) d'ajustement de la pression de contact étant réuni à ladite tige isolante (11).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie formant barrière isolante (llb) recouvrant une partie ou l'ensemble de la 30 circonférence extérieure dudit ressort (19) d'ajustement de la pression de contact est formée d'un seul tenant sur ladite tige isolante (11).
3. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une plaque (26) 35 de retenue du ressort servant à raccourcir et maintenir ledit ressort (19) d'ajustement de la pression de contact à une longueur prédéterminée est montée sur ladite tige isolante (11), et un diamètre extérieur de ladite plaque (26) de retenue du ressort est inférieur à un diamètre 5 intérieur de ladite partie formant barrière isolante (llb) formée sur ladite tige isolante (11).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réservoir de gaz (1) est rempli par ledit gaz isolant sous une pression 10 comprise entre 0,1 et 0,30 MPa.absolus et ledit gaz isolant est constitué par n'importe quel gaz suivant comprenant de l'air non traité, de l'air dont l'eau et/ou la poussière sont retirées, du gaz azote, un gaz mixte formé d'oxygène et d'azote, et un gaz mixte formé de dioxyde de carbone et 15 d'azote.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réservoir de gaz (1) est rempli par ledit gaz isolant sous une pression comprise entre 0,1 et 0,30 MPa.absolus et ledit gaz isolant 20 est constitué par n'importe lequel des gaz suivants: SF6 (hexafluorure de soufre), C-C4F8, C2F6 et C3F8 mélangés au gaz azote ou à l'air.
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