FR2872336A1

FR2872336A1 - PASSIVE COOLING DEVICE FOR ELECTRICAL EQUIPMENT AND ELECTRICAL DEVICE COMPRISING SAID DEVICE

Info

Publication number: FR2872336A1
Application number: FR0451356A
Authority: FR
Inventors: Joel Ozil; Jean Marc Willieme; Yves Astic; Denis Frigiere
Original assignee: Areva T&D SAS
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2005-12-30
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: EP1612823A1; FR2872336B1; EP1612823B1; CN100447920C; CN1710680A

Abstract

Dispositif de refroidissement passif, pour un appareillage électrique notamment pour un disjoncteur de générateur électrique et appareillage comportant ce dispositif.Le dispositif de refroidissement passif, notamment pour un disjoncteur de générateur (2), est disposé verticalement à l'intérieur d'une gaine de protection (4). Il présente un volume intérieur contenant un gaz diélectrique. Des moyens de refroidissement (30) disposés à l'extérieur de la gaine de protection (4) communiquent avec le volume intérieur du disjoncteur par au moins une ouverture (28) formée dans la gaine de façon à former un espace dans lequel du gaz diélectrique circule par convexion naturelle entre le volume intérieur du disjoncteur et l'espace des moyens de refroidissement. Ces moyens sont avantageusement constitués par un tube de circulation (30) ayant une extrémité d'entrée (32) située à une altitude supérieure à celle de son extrémité de sortie (34) .Passive cooling device, for electrical equipment, in particular for an electrical generator circuit breaker and equipment comprising this device. The passive cooling device, in particular for a generator circuit breaker (2), is arranged vertically inside a duct protection (4). It has an interior volume containing a dielectric gas. Cooling means (30) arranged outside the protective sheath (4) communicate with the internal volume of the circuit breaker via at least one opening (28) formed in the sheath so as to form a space in which dielectric gas circulates by natural convection between the internal volume of the circuit breaker and the space of the cooling means. These means are advantageously constituted by a circulation tube (30) having an inlet end (32) located at an altitude greater than that of its outlet end (34).

Description

DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT PASSIF POUR UNPASSIVE COOLING DEVICE FOR A

APPAREILLAGE ELECTRIQUE ET APPAREILLAGE ELECTRIQUE ELECTRICAL EQUIPMENT AND ELECTRICAL EQUIPMENT

COMPRENANT CE DISPOSITIFINCLUDING THIS DEVICE

DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUEDESCRIPTION TECHNICAL FIELD

L'invention se rapporte aux appareillages 5 électriques, notamment aux disjoncteurs de générateur, aux contacteurs et aux interrupteurs. The invention relates to electrical equipment, including generator circuit breakers, contactors and switches.

Plus précisément, elle concerne un dispositif de refroidissement passif pour un appareillage électrique, notamment un disjoncteur de générateur disposé verticalement à l'intérieur d'une gaine de protection et présentant un volume intérieur contenant un gaz diélectrique. More specifically, it relates to a passive cooling device for electrical equipment, including a generator circuit breaker arranged vertically inside a protective sheath and having an internal volume containing a dielectric gas.

De façon classique, un disjoncteur de générateur, également appelé disjoncteur de centrale, est situé dans un jeu de barres entre un alternateur et un transformateur. Il est disposé dans une gaine métallique de protection vis-à-vis de l'air extérieur. Un espace suffisant pour l'isolation électrique est ménagé entre les carters sous tension qui constituent les pôles du disjoncteur et la gaine de protection qui est au potentiel de la terre. La gaine est remplie d'un gaz, généralement de l'air sec, à la pression atmosphérique ou à une pression légèrement supérieure. Le disjoncteur comprend une chambre de coupure remplie d'un gaz isolant à une pression de plusieurs bars, ce gaz pouvant circuler entre la chambre de coupure et les carters du disjoncteur. Le disjoncteur est complètement étanche vis-à-vis de l'air de la gaine. Il est relié à la centrale électrique et au réseau respectivement par un conducteur d'arrivée et par un conducteur de sortie, ces conducteurs traversant la gaine avec une étanchéité diélectrique. Typically, a generator circuit breaker, also called a plant circuit breaker, is located in a busbar between an alternator and a transformer. It is arranged in a protective metal sheath vis-à-vis the outside air. Sufficient space for electrical insulation is provided between the live casings which constitute the poles of the circuit breaker and the protective sheath which is at the potential of the earth. The sheath is filled with a gas, usually dry air, at atmospheric pressure or at a slightly higher pressure. The circuit breaker comprises a breaking chamber filled with an insulating gas at a pressure of several bars, this gas being able to circulate between the breaking chamber and the casings of the circuit-breaker. The circuit breaker is completely airtight with respect to the duct air. It is connected to the power plant and the network respectively by an incoming conductor and an output conductor, these conductors through the sheath with a dielectric seal.

On connaît déjà (FR 2 800 905) un disjoncteur de générateur muni d'un dispositif passif de refroidissement qui comporte un isolateur creux situé dans la gaine et dont une première extrémité est raccordée au carter supérieur du disjoncteur. Cet isolateur est disposé de façon sensiblement verticale pour permettre à du gaz isolant de circuler par convexion entre la chambre de coupure du disjoncteur et la partie creuse de l'isolateur. Une seconde extrémité de l'isolateur est raccordée de façon étanche à une ouverture pratiquée dans la partie supérieure de la gaine métallique. Le dispositif de refroidissement comporte en outre un circuit de refroidissement à l'extérieur de la gaine qui permet au gaz isolant du disjoncteur de circuler par convexion naturelle pour réaliser une boucle depuis le carter supérieur jusqu'au carter inférieur du disjoncteur. Le disjoncteur est en position verticale dans la gaine et est supporté par un autre isolateur creux qui repose sur un carter métallique de support mis à terre. Ce carter de support comporte un passage pour permettre au circuit de refroidissement de communiquer avec le disjoncteur afin que la circulation en boucle du gaz isolant soit possible. Already known (FR 2 800 905) a generator circuit breaker provided with a passive cooling device which comprises a hollow insulator located in the sheath and a first end is connected to the upper housing of the circuit breaker. This insulator is arranged substantially vertically to allow insulating gas to circulate by convection between the circuit breaker breaking chamber and the hollow part of the insulator. A second end of the insulator is sealingly connected to an opening in the upper part of the metal sheath. The cooling device further comprises a cooling circuit outside the sheath that allows the circuit breaker insulating gas to circulate by natural convection to make a loop from the upper casing to the lower casing of the circuit breaker. The circuit breaker is upright in the sheath and is supported by another hollow insulator that rests on a grounded metal support housing. This support casing has a passage to allow the cooling circuit to communicate with the circuit breaker so that the loop circulation of the insulating gas is possible.

Ce dispositif de refroidissement est très satisfaisant du point de vue de l'efficacité du refroidissement de la chambre de coupure. Ceci permet d'augmenter sensiblement le courant nominal que peut supporter le disjoncteur en exploitation. Toutefois ce dispositif est relativement coûteux et encombrant. This cooling device is very satisfactory from the point of view of the cooling efficiency of the breaking chamber. This makes it possible to substantially increase the rated current that the circuit breaker can withstand during operation. However this device is relatively expensive and bulky.

L'invention a précisément pour objet un dispositif passif de refroidissement qui remédie à ces inconvénients. Ce dispositif doit être plus économique à réaliser, moins encombrant tout en permettant un refroidissement suffisamment efficace afin de permettre un gain significatif de courant nominal. The invention specifically relates to a passive cooling device that overcomes these disadvantages. This device must be more economical to produce, less bulky while allowing sufficiently efficient cooling to allow a significant gain in nominal current.

Ces buts sont atteints par le fait que le dispositif de refroidissement comporte des moyens de refroidissement disposés à l'extérieur de la gaine de protection et communiquant avec le volume intérieur du disjoncteur par au moins une ouverture formée dans la gaine de protection de façon à former un espace dans lequel le gaz diélectrique circule par convexion naturelle entre le volume intérieur du disjoncteur et l'espace de l'élément de refroidissement. These objects are achieved by the fact that the cooling device comprises cooling means arranged outside the protective sheath and communicating with the internal volume of the circuit breaker by at least one opening formed in the protective sheath so as to form a space in which the dielectric gas circulates by natural convection between the internal volume of the circuit breaker and the space of the cooling element.

Grâce à ces caractéristiques on augmente la 20 surface d'échange entre le gaz diélectrique et l'air extérieur sans augmenter sensiblement l'encombrement de l'appareil, en particulier en hauteur. Thanks to these characteristics, the exchange surface between the dielectric gas and the outside air is increased without substantially increasing the size of the apparatus, in particular in height.

Conformément à un mode de réalisation préféré, les moyens de refroidissement comprennent au moins un tube de circulation ayant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie du gaz diélectrique, l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie communiquant avec le volume intérieur du disjoncteur. According to a preferred embodiment, the cooling means comprise at least one circulation tube having an inlet end and an outlet end of the dielectric gas, the inlet end and the outlet end communicating with the volume. inside the circuit breaker.

Ce mode de réalisation est particulièrement efficace du point de vue du refroidissement parce que le gaz diélectrique circule dans le tube de circulation en évacuant sa chaleur vers l'air extérieur tout au long de son parcours. This embodiment is particularly efficient from the point of view of cooling because the dielectric gas circulates in the circulation tube by discharging its heat to the outside air throughout its course.

De préférence, l'extrémité d'entrée du tube 5 de circulation est située à une altitude supérieure à celle de l'extrémité de sortie de ce tube. Preferably, the inlet end of the circulation tube 5 is located at an altitude higher than that of the outlet end of this tube.

Grâce à cette caractéristique, on favorise un sens de circulation du gaz diélectrique et, par suite, on augmente l'efficacité de la convexion naturelle. Thanks to this characteristic, a direction of circulation of the dielectric gas is favored and, consequently, the efficiency of the natural convection is increased.

Dans une réalisation particulière, l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie du tube de circulation sont séparées l'une de l'autre par une plaque séparatrice. In a particular embodiment, the inlet end and the outlet end of the circulation tube are separated from each other by a separating plate.

Le tube de circulation peut être monté sur une plaque qui obture une ouverture formée dans la paroi supérieure de la gaine de protection. Le tube de circulation peut également être raccordé à un carter de refroidissement monté à l'extérieur de la gaine de protection. The circulation tube can be mounted on a plate which closes an opening formed in the upper wall of the protective sheath. The circulation tube may also be connected to a cooling casing mounted outside the protective sheath.

Dans une réalisation simplifiée, les moyens de refroidissement sont constitués par un carter de refroidissement disposé à l'extérieur de la gaine et communiquant par une ouverture avec le volume intérieur du disjoncteur. In a simplified embodiment, the cooling means are constituted by a cooling casing disposed outside the sheath and communicating through an opening with the interior volume of the circuit breaker.

Ce mode de réalisation est moins efficace que le précédent du point de vue du refroidissement du disjoncteur. Toutefois, il est plus simple à réaliser et ses performances peuvent être satisfaisantes pour certaines applications. This embodiment is less efficient than the previous one from the point of view of circuit breaker cooling. However, it is simpler to perform and its performance may be satisfactory for some applications.

Selon une réalisation particulière, le disjoncteur comporte un isolateur creux disposé sensiblement verticalement dans la gaine et comportant une extrémité inférieure raccordée à un carter du disjoncteur et une extrémité supérieure raccordée de façon étanche à l'ouverture formée dans la gaine de protection. According to a particular embodiment, the circuit breaker comprises a hollow insulator arranged substantially vertically in the sheath and having a lower end connected to a casing of the circuit breaker and an upper end sealingly connected to the opening formed in the protective sheath.

L'invention concerne également un appareillage électrique tel qu'un disjoncteur de générateur sous gaine métallique comportant un dispositif passif de refroidissement selon l'invention. The invention also relates to electrical equipment such as a metal sheath generator circuit breaker comprising a passive cooling device according to the invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures: - la figure 1 est une vue d'un premier mode de réalisation d'un disjoncteur de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un tube de circulation monté sur une plaque; - les figures 3 et 4 sont deux vues de profil de détail du tube de circulation du disjoncteur de la figure 1; la figure 5 est une vue en perspective 25 montrant deux tubes de circulation montés sur une plaque; - la figure 6 est une variante de réalisation d'un disjoncteur comportant un carter de refroidissement extérieur; - la figure 7 est une vue de détail d'une variante du mode de réalisation de la figure 6 comportant un tube de circulation présentant une extrémité coudée; - la figure 8 est une variante de forme du tube de refroidissement; - la figure 9 est une vue en coupe d'une réalisation simplifiée du disjoncteur de l'invention. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description of exemplary embodiments given by way of illustration with reference to the appended figures. In these figures: - Figure 1 is a view of a first embodiment of a circuit breaker of the invention; - Figure 2 is a perspective view of a circulation tube mounted on a plate; - Figures 3 and 4 are two detailed profile views of the circulation tube of the circuit breaker of Figure 1; Figure 5 is a perspective view showing two circulation tubes mounted on a plate; - Figure 6 is an alternative embodiment of a circuit breaker having an external cooling casing; FIG. 7 is a detailed view of a variant of the embodiment of FIG. 6 comprising a circulation tube having a bent end; - Figure 8 is a variant of the form of the cooling tube; - Figure 9 is a sectional view of a simplified embodiment of the circuit breaker of the invention.

Sur la figure 1, un disjoncteur monophasé de générateur 2 est disposé à la verticale dans une gaine métallique de protection 4 vis-à-vis de l'air extérieur. De façon connue, la gaine 4 comporte une partie supérieure 6 constituant un plafond, ce plafond étant de préférence amovible. Le disjoncteur 2 est représenté vu en coupe selon un plan vertical contenant les axes des conducteurs d'arrivée 8 et de sortie 10 du disjoncteur, disposés à l'horizontale. Il comprend une chambre de coupure 12 disposée dans une enveloppe électrique isolante 14 et qui sépare un carter supérieur 16 d'un carter inférieur 18 du disjoncteur tout en communiquant avec ces carters. Un gaz isolant, par exemple du SF6 renfermé dans le disjoncteur, peut donc circuler librement entre la chambre de coupure 12 et les carters 16 et 18. A l'intérieur de chaque carter 16 et 18, un équipage de contact du disjoncteur 2 est électriquement relié au conducteur d'arrivée 8 ou de sortie 10. In Figure 1, a single-phase generator circuit breaker 2 is disposed vertically in a protective metal sheath 4 vis-à-vis the outside air. In known manner, the sheath 4 comprises an upper portion 6 constituting a ceiling, this ceiling being preferably removable. The circuit breaker 2 is shown in section along a vertical plane containing the axes of the feed conductors 8 and 10 of the circuit breaker, arranged horizontally. It comprises a breaking chamber 12 disposed in an insulating electrical envelope 14 and which separates an upper casing 16 from a lower casing 18 of the circuit breaker while communicating with these casings. An insulating gas, for example SF6 enclosed in the circuit breaker, can therefore flow freely between the interrupting chamber 12 and the housings 16 and 18. Inside each casing 16 and 18, a circuit breaker 2 contacting circuit is electrically connected to the incoming conductor 8 or output 10.

Chaque carter est sous tension, par exemple lorsque le disjoncteur 2 est fermé, ce qui impose une distance d'isolation électrique suffisante avec la gaine de protection 4 qui est au potentiel de la terre. Each housing is energized, for example when the circuit breaker 2 is closed, which imposes a sufficient electrical insulation distance with the protective sheath 4 which is at the potential of the earth.

A cet effet, un isolateur support 20 disposé sous le carter inférieur 18 permet de maintenir le disjoncteur au centre de la gaine. Comme connu dans l'état de la technique, un tel isolateur support est par exemple constitué d'une céramique telle qu'une porcelaine, de forme cylindrique. Il présente une surface extérieure formant des ailettes pour allonger la ligne de fuite de l'isolateur. Cet isolateur comprend en outre un évidement longitudinal pour permettre le passage d'une tige de commande isolante 22 apte à man uvrer les contacts du disjoncteur 2 par un mouvement de translation ou de rotation de la tige. For this purpose, a support isolator 20 disposed under the lower casing 18 keeps the circuit breaker in the center of the sheath. As known in the state of the art, such a carrier insulator is for example made of a ceramic such as porcelain, cylindrical. It has an outer surface forming fins to extend the creepage of the insulator. This insulator further comprises a longitudinal recess to allow the passage of an insulating control rod 22 adapted to maneuver the contacts of the circuit breaker 2 by a translational movement or rotation of the rod.

De façon connue, l'évidement de l'isolateur support 20 communique avec l'intérieur du carter inférieur 18. Cet évidement est donc rempli de gaz diélectrique sous pression. La base de l'isolateur support est généralement raccordée à un carter de commande extérieur à la gaine (non représentée) de façon étanche à l'air. De façon classique, un tel carter de commande renferme au moins une partie du mécanisme de commande immergé dans le gaz diélectrique sous pression. In known manner, the recess of the support insulator 20 communicates with the interior of the lower housing 18. This recess is filled with dielectric gas under pressure. The base of the support insulator is generally connected to a control casing outside the sheath (not shown) in an airtight manner. Conventionally, such a control casing contains at least a portion of the control mechanism immersed in the dielectric gas under pressure.

A l'extrémité supérieure du disjoncteur, un isolateur 26 comprend également un évidement longitudinal. L'isolateur supérieur 26 peut être de structure plus légère que l'isolateur support 20. Il est disposé verticalement au-dessus du carter supérieur 16. De la même manière que l'isolateur support 20 et l'enveloppe isolante 14, qui présente de préférence une surface externe formant des ailettes pour allonger la ligne de fuite de l'isolateur, l'isolateur supérieur n'a quasiment pas de rôle de support et sa structure est prévue pour résister à la surpression de gaz isolant contenu dans son évidement longitudinal par rapport à l'air de la gaine de protection 4. L'extrémité inférieure de l'isolateur 26 est fixée au carter supérieur 16 et communique avec ce dernier pour que du gaz isolant puisse circuler dans l'évidement de l'isolateur. L'extrémité supérieure de l'isolateur est raccordée de façon étanche à la plaque 36. At the upper end of the circuit breaker, an insulator 26 also includes a longitudinal recess. The upper insulator 26 may be lighter in structure than the carrier insulator 20. It is arranged vertically above the upper casing 16. In the same way as the insulator 20 and the insulating casing 14, which has preferably an outer surface forming fins to lengthen the creepage of the insulator, the upper insulator has virtually no supporting role and its structure is designed to withstand the insulating gas overpressure contained in its longitudinal recess by relative to the air of the protective sheath 4. The lower end of the insulator 26 is fixed to the upper casing 16 and communicates with the latter so that insulating gas can circulate in the recess of the insulator. The upper end of the insulator is sealingly connected to the plate 36.

Conformément à l'invention, des moyens de refroidissement communiquant avec le volume intérieur du disjoncteur 2 par au moins une ouverture formée dans la gaine de protection sont disposés à l'extérieur de la gaine 4. Dans l'exemple décrit en référence aux figures 1 à 4, ces moyens de refroidissement sont constitués par un tube de circulation 30. Le tube 30 comporte une extrémité d'entrée 32 et une extrémité de sortie 34 qui débouchent dans l'évidement longitudinal 27 de l'isolateur supérieur 26. Les extrémités 32 et 34 traversent la plaque d'obturation 36. On observera que l'extrémité d'entrée 32 du tube de circulation 30 est située à une altitude supérieure à celle de l'extrémité de sortie 34. La figure 2 représente en perspective le tube de circulation 30 et la plaque d'obturation 36. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, le tube de circulation 30 peut être disposé dans un plan vertical (figure 3) ou bien (figure 4) il peut être disposé dans un plan incliné de manière à réduire l'encombrement en hauteur du disjoncteur. According to the invention, cooling means communicating with the internal volume of the circuit breaker 2 by at least one opening formed in the protective sheath are arranged outside the sheath 4. In the example described with reference to FIGS. to 4, these cooling means are constituted by a circulation tube 30. The tube 30 has an inlet end 32 and an outlet end 34 which open into the longitudinal recess 27 of the upper insulator 26. The ends 32 and 34 pass through the closure plate 36. It will be observed that the inlet end 32 of the circulation tube 30 is located at an altitude higher than that of the outlet end 34. FIG. 30 and the shutter plate 36. As can be seen in FIGS. 3 and 4, the circulation tube 30 can be arranged in a vertical plane (FIG. 3) or else (FIG. ns an inclined plane so as to reduce the overall height of the circuit breaker.

Le fonctionnement est le suivant. Le gaz isolant contenu dans le volume intérieur du disjoncteur 30 s'échauffe dans le carter supérieur 16 et s'élève vers la partie la plus élevée de l'évidement longitudinal 27 de l'isolateur supérieur 26 dans laquelle est située l'extrémité d'entrée 32 du tube de circulation 30. Le gaz isolant pénètre dans le tube 30 dans lequel il circule selon le sens figuré par la flèche 38. Au cours de son passage dans le tube, le gaz diélectrique se refroidit en échangeant de la chaleur avec l'air extérieur. Le gaz refroidi ressort du tube 30 par l'extrémité de sortie 34 et redescend vers le carter supérieur 16. Une circulation par convexion naturelle s'établit ainsi dans le carter supérieur 16, l'isolateur 26 et le tube 30. La chambre de coupure 12 du disjoncteur est donc refroidie en permanence de manière efficace, ce qui permet un gain de courant nominal significatif. The operation is as follows. The insulating gas contained in the interior volume of the circuit breaker 30 heats up in the upper casing 16 and rises towards the highest part of the longitudinal recess 27 of the upper insulator 26 in which is located the end of inlet 32 of the circulation tube 30. The insulating gas enters the tube 30 in which it circulates in the direction shown by the arrow 38. During its passage through the tube, the dielectric gas cools by exchanging heat with the outside air. The cooled gas exits the tube 30 through the outlet end 34 and back down to the upper casing 16. A circulation by natural convection is thus established in the upper casing 16, the insulator 26 and the tube 30. The breaking chamber 12 of the circuit breaker is permanently cooled effectively, which allows a significant nominal current gain.

Il est entendu que le tube 30 peut être muni d'ailettes (non représentées) de manière à augmenter sa surface d'échange thermique avec l'extérieur. Autres solutions pour augmenter la performance: augmenter le nombre de tubes et/ou les peindre de couleur sombre de manière à augmenter le rayonnement. En outre, un système de ventilation forcée de l'air extérieur peut être installé au-dessus de la gaine de protection pour accélérer l'échange thermique et améliorer le refroidissement du gaz isolant. It is understood that the tube 30 may be provided with fins (not shown) so as to increase its heat exchange surface with the outside. Other ways to increase performance: increase the number of tubes and / or paint them dark to increase the radiation. In addition, a forced ventilation system for outdoor air can be installed above the protective sheath to accelerate the heat exchange and improve the cooling of the insulating gas.

La figure 5 est une vue en perspective d'une variante de réalisation. Deux tubes de circulation 30 sont montés sur la plaque d'obturation 36 de manière à augmenter la circulation du gaz diélectrique et par conséquent l'efficacité du refroidissement par convexion naturelle. En outre, dans ce mode de réalisation, les extrémités d'entrée et les extrémités de sortie de chacun des tubes 30 sont situées à la même altitude. C'est pourquoi la plaque d'obturation 36 est équipée d'une plaque séparatrice 40 dont la fonction est de séparer les gaz chauds des gaz froids. Un sens de circulation préférentiel est donné par le fait que l'un des côté du disjoncteur s'échauffe plus que l'autre de telle sorte que le gaz isolant s'accumule de ce côté. La plaque séparatrice permet de maintenir cette séparation et, par conséquent, favorise l'établissement et la stabilité de la convexion naturelle. Figure 5 is a perspective view of an alternative embodiment. Two circulation tubes 30 are mounted on the closure plate 36 so as to increase the flow of the dielectric gas and therefore the efficiency of cooling by natural convection. In addition, in this embodiment, the inlet ends and the outlet ends of each of the tubes 30 are located at the same altitude. This is why the shutter plate 36 is equipped with a separator plate 40 whose function is to separate the hot gases from the cold gases. A preferred direction of circulation is given by the fact that one side of the circuit breaker heats up more than the other so that the insulating gas accumulates on this side. The separator plate makes it possible to maintain this separation and, consequently, favors the establishment and the stability of the natural convection.

On a représenté sur la figure 6 une variante de réalisation du disjoncteur des figures 1 à 5. Un carter métallique de refroidissement 42, disposé à l'extérieur de la paroi supérieure 6 de la gaine de protection 4 est relié de façon étanche à l'isolateur 26. Le volume intérieur 43 du carter 42 communique avec l'évidement longitudinal 27 de l'isolateur supérieur 26 de façon à former un espace rempli de gaz isolant et étanche à l'air intérieur ou extérieur à la gaine. Un tube de circulation 30 comporte une extrémité d'entrée 32 et une extrémité de sortie 34 raccordée au carter 42. Comme on l'observe sur la figure 6, l'extrémité d'entrée 32 est située à une altitude supérieure à celle de l'extrémité de sortie 34 de manière à établir, comme expliqué précédemment, une circulation par convexion naturelle dans le sens de la flèche 38 du gaz isolant contenu dans le volume intérieur du disjoncteur. Dans cette variante, le gaz est refroidi par échange thermique avec la surface intérieure du carter 42, puis par la circulation dans le tube 30. FIG. 6 shows an alternative embodiment of the circuit breaker of FIGS. 1 to 5. A metal cooling case 42, disposed outside the upper wall 6 of the protective sheath 4, is sealingly connected to the isolator 26. The interior volume 43 of the housing 42 communicates with the longitudinal recess 27 of the upper insulator 26 so as to form a space filled with insulating gas and airtight inside or outside the sheath. A circulation tube 30 has an inlet end 32 and an outlet end 34 connected to the housing 42. As seen in FIG. 6, the inlet end 32 is located at an altitude higher than that of the outlet end 34 so as to establish, as explained above, a natural convection circulation in the direction of the arrow 38 of the insulating gas contained in the interior volume of the circuit breaker. In this variant, the gas is cooled by heat exchange with the inner surface of the housing 42, then by the circulation in the tube 30.

Ceci permet un refroidissement efficace de la chambre de coupure 12 et, par suite, un gain significatif de courant nominal du disjoncteur. This allows efficient cooling of the interrupting chamber 12 and, consequently, a significant gain in rated current of the circuit breaker.

On a représenté sur la figure 7 un détail d'une variante d'une réalisation. L'extrémité de sortie 34 du tube de circulation 30 est coudée vers le bas de manière à augmenter encore la différence d'altitude avec l'extrémité d'entrée 32. Ces deux dispositions améliorent l'efficacité de la convexion naturelle. FIG. 7 shows a detail of a variant of an embodiment. The outlet end 34 of the circulation tube 30 is bent downwards so as to further increase the difference in altitude with the inlet end 32. These two arrangements improve the efficiency of the natural convection.

On a représenté sur la figure 8 une autre variante de réalisation. Le tube 30 présente une forme asymétrique qui permet de privilégier un sens de circulation du gaz diélectrique (flèche 38). Ce tube peut se monter sur une plaque 36 telle que celle représentée sur la figure 1 ou sur un carter tel que le carter 42 de la figure 6. FIG. 8 shows another variant embodiment. The tube 30 has an asymmetrical shape that makes it possible to favor a direction of circulation of the dielectric gas (arrow 38). This tube may be mounted on a plate 36 such as that shown in Figure 1 or on a housing such as the housing 42 of Figure 6.

La figure 9 est une représentation d'un mode de réalisation simplifié du disjoncteur de l'invention. Dans cette réalisation, les moyens de refroidissement ne comprennent pas de tube de circulation, mais simplement un carter métallique 42 raccordé à l'isolateur 26. Le gaz isolant est refroidi par convexion naturelle, comme schématisé par les flèches 45. Il s'échauffe dans le carter supérieur 16 et se refroidit dans le volume intérieur 43 du carter métallique 42. Afin d'améliorer l'échange thermique avec l'air extérieur, le carter métallique 42 est avantageusement muni d'ailettes 46 et/ou peint de couleur sombre. Un système de ventilation forcée de l'air extérieur peut également être installé au-dessus de la gaine de protection 4 pour améliorer la circulation de l'air. Figure 9 is a representation of a simplified embodiment of the circuit breaker of the invention. In this embodiment, the cooling means do not comprise a circulation tube, but simply a metal casing 42 connected to the insulator 26. The insulating gas is cooled by natural convection, as shown schematically by the arrows 45. It heats up in the upper housing 16 and cools in the inner volume 43 of the metal housing 42. In order to improve the heat exchange with the outside air, the metal housing 42 is advantageously provided with fins 46 and / or painted dark color. A forced external air ventilation system may also be installed above the protective sheath 4 to improve air circulation.

Les performances en matière d'efficacité de refroidissement de ce mode de réalisation sont inférieures à celles des deux variantes décrites précédemment. Toutefois, sa réalisation est plus simple et ses performances peuvent être satisfaisantes pour certaines applications. The performance in terms of cooling efficiency of this embodiment is lower than that of the two variants described above. However, its implementation is simpler and its performance can be satisfactory for some applications.

Claims

Passive cooling device for an electrical apparatus such as a generator circuit breaker (2) arranged vertically inside a protective sheath (4) and having an internal volume containing a dielectric gas, characterized in that it comprises cooling means (30, 42) disposed outside the protective sheath (4) and communicating with the internal volume of the circuit breaker by at least one opening (28) formed in the protective sheath (4) of to form a space in which the dielectric gas circulates by natural convection between the interior volume of the circuit breaker and the space (43) of the cooling means.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the cooling means comprise at least one circulation tube (30) having an inlet end (32) and an outlet end (34) of the dielectric gas communicating with the interior volume of the circuit breaker.

Cooling device according to claim 2, characterized in that the inlet end (32) of the circulation tube (30) is situated at an altitude greater than that of the outlet end of this tube (34). .

4. Cooling device according to claim 2 or 3, characterized in that the tube (30) has an asymmetrical shape to promote the flow of gas.

5. Cooling device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the inlet end (32) and the outlet end (34) of the circulation tube are separated from each other by a separating plate (40).

6. Cooling device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the circulation tube (30) is mounted on a plate (36) which closes the opening (28) formed in the upper wall (6) the protective sheath (4).

7. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the circulation tube (30) is connected to a cooling casing (42) mounted outside the protective sheath (4).

8. Cooling device according to claim 1, characterized in that the cooling means are constituted by a cooling casing (42) disposed outside the protective sheath (4) and communicating through an opening (28) with the interior volume of the circuit breaker.

9. Cooling device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the circuit breaker comprises a hollow insulator (26) arranged substantially vertically in the sheath (4) and having a lower end connected to a housing (16) of the circuit breaker and an upper end sealingly connected to the opening (28) formed in the protective sheath (4).

10. Electrical equipment under metallic sheath (4), comprising at least one passive cooling device according to one of the

Claims 1 to 9.