FR3130446A1 - Appareil de coupure de courant sur une ligne électrique comprenant une ampoule à vide - Google Patents

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Abstract

Il est proposé un interrupteur de courant (10) comprenant un contact principal (16) comprenant un couteau conducteur électrique (20), et un élément isolant électrique (22), monté mobile sur une première portion de ligne électrique (12) pour suivre alternativement une course d’ouverture et une course de fermeture; une branche de dérivation (18) comprenant une première partie (28) reliée électriquement à une deuxième portion de la ligne (14), comprenant une ampoule à vide (30) configurée pour être actionnée alternativement entre un état ouvert et un état fermé, une deuxième partie (36) montée mobile sur la première partie (28) et configurée pour actionner l’ampoule à vide (30). Au cours de la course d’ouverture, le couteau conducteur électrique (20) sollicite la deuxième partie (36) pour actionner l’ampoule à vide (30), et au cours de la course de fermeture, l’élément isolant électrique (22) sollicite la deuxième partie (36) sans actionner l’ampoule à vide (30). Figure de l’abrégé : Figure 1

Description

Appareil de coupure de courant sur une ligne électrique comprenant une ampoule à vide
La présente divulgation relève du domaine des interrupteurs de courant montés sur une ligne ou un câble électrique. La présente divulgation relève plus précisément des interrupteurs de courant comprenant une ampoule à vide.
Une ligne électrique de haute ou moyenne tension est couramment équipée d’un interrupteur. La ligne électrique est destinée à transmettre un courant dans un réseau de distribution, depuis une source de tension jusqu’au consommateur ou une charge électrique. L’interrupteur permet de couper ou d’établir le courant traversant la ligne, en ouvrant ou au contraire en fermant la ligne.
Classiquement, l’interrupteur comprend deux contacts mutuellement mobiles entre une position de jonction, correspondant à la fermeture de la ligne, et une position d'écartement, correspondant à l'ouverture de la ligne. Lors de l’écartement, les deux contacts sont séparés dans un milieu isolant contenu dans une cuve, afin d’éteindre un arc électrique s’établissant lors de la séparation des contacts.
Sur les lignes de moyenne tension et de haute tension, le milieu isolant est couramment l'hexafluorure de soufre SF6. Cependant, ce gaz présente l’inconvénient d’être un gaz à effet de serre, dont l’utilisation en quantité importante est extrêmement néfaste pour l’environnement.
Pour y pallier, il existe des interrupteurs équipés d’ampoules à vide, dans lesquels la séparation des contacts est effectuée dans le vide. Cette solution permet en effet d’éteindre l’arc électrique sans nécessiter l’utilisation de gaz polluant. Or, les ampoules à vide capable d’être intégrées directement à la ligne sont coûteuses, notamment à cause des dimensions et des matériaux qu’elles requièrent pour satisfaire aux différentes conditions électriques et diélectriques, comme la tenue à des chocs de foudre ou le pouvoir de fermeture sur court-circuit.
Le document EP 2 182 536 propose de monter l’ampoule à vide sur une dérivation d’une partie principale de la ligne. Un sectionneur entraine une extrémité mobile de la dérivation lors d’une course d’ouverture ou une course de fermeture. Lors de la course d’ouverture, le sectionneur sollicite une face conductrice de l’extrémité mobile pour faire passer le courant dans la dérivation puis ouvrir l’ampoule à vide. Lors de la course de fermeture, une face isolante de l’extrémité mobile est sollicitée par le sectionneur, pour ne pas faire passer le courant dans la dérivation et laisser l’ampoule à vide au repos. L’ampoule à vide est laissée au repos lors de la fermeture de la ligne, ce qui lui permet d'être soumise à des contraintes moins strictes et réduit les caractéristiques qu'elle doit posséder, ce qui a un impact significatif sur son coût de réalisation.
Néanmoins, il existe, pour certains niveaux de tension élevés et lors d’un nombre de manœuvres important de l’interrupteur, un risque lors de la fermeture de la ligne. Lorsque le sectionneur vient en contact avec la face isolante de l’extrémité mobile, comme décrit dans le document EP 2 182 2536, à cause de la dégradation des propriétés des matériaux en surface, un courant non souhaité peut s’amorcer et traverser la dérivation, ce qui peut endommager l’ampoule à vide et l’interrupteur.
La présente divulgation vise à supprimer le risque de passage de courant dans la dérivation lors de la fermeture de la ligne.
Résumé
Il est proposé un interrupteur de courant agencé entre une première portion de ligne électrique et une deuxième portion de ligne électrique, comprenant au moins un contact principal comprenant un couteau conducteur électrique, et un élément isolant électrique, le contact principal étant monté mobile sur la première portion de ligne électrique pour suivre alternativement :une course d’ouverture depuis une position fermée dans laquelle le contact principal est en contact électrique avec la deuxième portion de ligne électrique vers une position ouverte dans laquelle le contact principal est distant de la deuxième portion de ligne électrique, et une course de fermeture depuis ladite position ouverte vers ladite position fermée; au moins une branche de dérivation comprenant une première partie reliée électriquement à la deuxième portion de la ligne, la première partie comprenant une ampoule à vide configurée pour être actionnée alternativement entre un état ouvert et un état fermé ; une deuxième partie montée mobile sur la première partie et configurée pour actionner l’ampoule à vide, le couteau conducteur électrique et l’élément isolant électrique étant configurés pour que: au cours de la course d’ouverture, le couteau conducteur électrique sollicite la deuxième partie pour actionner l’ampoule à vide vers l’état ouvert, et au cours de la course de fermeture, l’élément isolant électrique sollicite la deuxième partie sans actionner l’ampoule à vide.
Ainsi, lors d’une course de séparation, le contact principal peut entrainer la partie mobile tout en étant en contact électrique avec la dérivation, pour ouvrir ampoule à vide et assurer la coupure du courant sans générer un arc électrique. Lors de la course de fermeture, le contact principal peut toucher la partie mobile sans être en contact électrique avec la dérivation, évitant ainsi le passage non désiré du courant dans la dérivation. En particulier, grâce à l’élément isolant électrique, les distances d’isolement (distance dans l’air et ligne de fuite) entre le couteau et la partie mobile de la dérivation sont augmentées.
Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- l’élément isolant électrique est un élément de support du couteau conducteur électrique ;
- l’élément isolant électrique comprend : un corps formant un logement pour le couteau du contact principal, une extrémité libre du couteau conducteur électrique faisant saillie du corps ; et une protubérance s’étendant à partir du corps, ladite protubérance étant disposée pour venir en contact avec ladite deuxième partie au cours de la course de fermeture ;
- la protubérance s’étend selon un plan décalé axialement d’un plan général d’extension du couteau conducteur électrique ;
- la protubérance fait partie intégrante du corps ;
- la protubérance est une pièce rapportée sur le corps ;
- la deuxième partie comprend une face conductrice électrique et une face isolante électrique, la face conductrice électrique et la face isolante conductrice étant opposées l’une de l’autre ;
- la deuxième partie comprend un premier bras monté mobile sur la première partie, et un deuxième bras monté mobile sur une extrémité libre du premier bras ;
- le deuxième bras comprend une excroissance adaptée à venir au contact de l’élément isolant électrique lors de la course de fermeture ;
- la branche de dérivation comprend en outre une butée adaptée à maintenir le deuxième bras dans une position de butée dans laquelle le deuxième bras s’étend dans le prolongement du premier bras lors de la course d’ouverture ;
- le deuxième bras est en matériau conducteur d’électricité ;
- le contact principal est monté pivotant sur la première portion de la ligne selon un premier axe de pivotement, la deuxième partie de la branche de dérivation étant montée pivotante sur la première partie de la branche de dérivation selon un deuxième axe de pivotement, le premier axe de pivotement étant parallèle au deuxième axe de pivotement ;
- la branche de dérivation comprend un ressort monté entre la première partie et la deuxième partie, le ressort étant adapté à solliciter la deuxième partie vers une position de repos, dans laquelle l’ampoule à vide est dans l’état fermée ;
- le contact principal est également adapté pour suivre une course de mise à la terre depuis la position ouverte jusqu’à une position de mise à la terre, le couteau du contact principal étant en contact électrique avec une prise de terre lorsque le contact principal est dans ladite position de mise à la terre.
Selon un autre aspect, il est proposé un appareil de coupure triphasé comprenant au moins un interrupteur.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
représente une vue de côté d’un interrupteur sur une portion de ligne électrique dans une position fermée, selon un mode de réalisation.
Fig. 2
représente une vue de côté d’un détail de la lors d’une course de fermeture, selon un mode de réalisation.
Fig. 3
représente une vue en perspective de la , selon un mode de réalisation.
Fig. 4
représente schématiquement une vue de côté de l’interrupteur de la dans une position fermée, selon un mode de réalisation.
Fig. 5
représente schématiquement une vue de côté de l’interrupteur de la durant une phase de commutation de la course de séparation, selon un mode de réalisation.
Fig. 6
représente schématiquement une vue de côté de l’interrupteur de la durant une phase de coupure de courant de la course de séparation, selon un mode de réalisation.
Fig. 7
représente schématiquement une vue de côté de l’interrupteur de la dans une position ouverte, selon un mode de réalisation.
Fig. 8
représente schématiquement une vue de côté de l’interrupteur de la durant une phase d’engagement de la course de fermeture, selon un mode de réalisation.
Fig. 9
représente schématiquement une vue de côté de l’interrupteur de la dans une phase de rétablissement du courant de la course de fermeture, selon un mode de réalisation.
Fig. 10
représente schématiquement une vue de côté de l’interrupteur de la dans une position de mise à terre, selon un mode de réalisation.

Claims (15)

  1. Interrupteur de courant (10) agencé entre une première portion de ligne électrique (12) et une deuxième portion de ligne électrique (14), comprenant :
    • au moins un contact principal (16) comprenant un couteau conducteur électrique (20) et un élément isolant électrique (22), le contact principal (16) étant monté mobile sur la première portion de ligne électrique (12) pour suivre alternativement :
      • une course d’ouverture depuis une position fermée dans laquelle le contact principal (16) est en contact électrique avec la deuxième portion de ligne électrique (14) vers une position ouverte dans laquelle le contact principal (16) est distant de la deuxième portion de ligne électrique (14), et
      • une course de fermeture depuis ladite position ouverte vers ladite position fermée ;
    • au moins une branche de dérivation (18) comprenant une première partie (28) reliée électriquement à la deuxième portion de la ligne (14), la première partie comprenant une ampoule à vide (30) configurée pour être actionnée alternativement entre un état ouvert et un état fermé, et une deuxième partie (36) montée mobile sur la première partie (28) et configurée pour actionner l’ampoule à vide (30),
    le couteau conducteur électrique (20) et l’élément isolant électrique (22) étant configurés pour que :
    • au cours de la course d’ouverture, le couteau conducteur électrique (20) sollicite la deuxième partie (36) pour actionner l’ampoule à vide (30) vers l’état ouvert, et
    • au cours de la course de fermeture, l’élément isolant électrique (22) sollicite la deuxième partie (36) sans actionner l’ampoule à vide (30).
  2. Interrupteur selon la revendication 1, dans lequel l’élément isolant électrique (22) est un élément de support du couteau conducteur électrique (20).
  3. Interrupteur (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’élément isolant électrique (22) comprend :
    - un corps (24) formant un logement pour le couteau (20) du contact principal (16), une extrémité libre du couteau conducteur électrique (20) faisant saillie du corps (24) ; et
    - une protubérance (26) s’étendant à partir du corps (24), ladite protubérance (26) étant disposée pour venir en contact avec ladite deuxième partie (36) au cours de la course de fermeture.
  4. Interrupteur selon la revendication 3, dans lequel la protubérance (26) s’étend selon un plan décalé axialement d’un plan général d’extension du couteau conducteur électrique (20).
  5. Interrupteur (10) selon l’une des revendications 3 à 4, dans lequel la protubérance (26) fait partie intégrante du corps (24).
  6. Interrupteur (10) selon l’une des revendications 3 à 4, dans lequel la protubérance (26) est une pièce rapportée sur le corps (24).
  7. Interrupteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième partie (36) comprend une face conductrice électrique (52) et une face isolante électrique (54), la face conductrice électrique (52) et la face isolante conductrice (54) étant opposées l’une de l’autre.
  8. Interrupteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième partie (36) comprend :
    - un premier bras (38) monté mobile sur la première partie (28), et
    - un deuxième bras (40) monté mobile sur une extrémité libre du premier bras (38).
  9. Interrupteur (10) selon la revendication 8, dans lequel le deuxième bras (40) comprend une excroissance (42) adaptée à venir au contact de l’élément isolant électrique (22) lors de la course de fermeture.
  10. Interrupteur (10) selon la revendication 8 ou 9 dans lequel la branche de dérivation (18) comprend en outre une butée (46) adaptée à maintenir le deuxième bras (40) dans une position de butée dans laquelle le deuxième bras (40) s’étend dans le prolongement du premier bras (38) lors de la course d’ouverture.
  11. Interrupteur (10) selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel le deuxième bras (40) est en matériau conducteur d’électricité.
  12. Interrupteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le contact principal (16) est monté pivotant sur la première portion de la ligne (12) selon un premier axe de pivotement (X), la deuxième partie (36) de la branche de dérivation (18) étant montée pivotante sur la première partie (28) de la branche de dérivation (18) selon un deuxième axe de pivotement (A), le premier axe de pivotement (X) étant parallèle au deuxième axe de pivotement (A).
  13. Interrupteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la branche de dérivation (18) comprend un ressort (44) monté entre la première partie (28) et la deuxième partie (36), le ressort (44) étant adapté à solliciter la deuxième partie (36) vers une position de repos, dans laquelle l’ampoule à vide (30) est dans l’état fermée.
  14. Interrupteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le contact principal (16) est également adapté pour suivre une course de mise à la terre depuis la position ouverte jusqu’à une position de mise à la terre, le couteau (20) du contact principal (16) étant en contact électrique avec une prise de terre (50) lorsque le contact principal (16) est dans ladite position de mise à la terre.
  15. Appareil de coupure triphasé comprenant au moins un interrupteur (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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