WO2017167480A1 - Sectionneur adapte aux moyennes et hautes tensions et methode de deconnexion au moyen dudit sectionneur - Google Patents

Sectionneur adapte aux moyennes et hautes tensions et methode de deconnexion au moyen dudit sectionneur Download PDF

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WO2017167480A1
WO2017167480A1 PCT/EP2017/052689 EP2017052689W WO2017167480A1 WO 2017167480 A1 WO2017167480 A1 WO 2017167480A1 EP 2017052689 W EP2017052689 W EP 2017052689W WO 2017167480 A1 WO2017167480 A1 WO 2017167480A1
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contact
head
displacement
disconnector
contact head
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PCT/EP2017/052689
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Thierry Millet
Pascal Russi
Thierry Faure-Curt
Sylvan VERGER
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/26—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch
    • H01H31/32—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with rectilinearly-movable contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/38—Plug-and-socket contacts
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
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    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/40—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor

Definitions

  • Disconnector adapted to medium and high voltages and method of disconnection by means of said disconnector
  • the present invention relates to a disconnector adapted to medium and high voltages (typically between 1kV and 550kV, or even greater than 550kV), and a disconnection method according to independent claims 1 and 15.
  • medium and high voltages typically between 1kV and 550kV, or even greater than 550kV
  • a function of disconnector installations, in particular high voltage is able to connect, but especially ⁇ connecting electrical connecting elements which are gen ⁇ rattle enclosed in an enclosure filled with a medium iso ⁇ lant as hexafluoride of sulfur, intended to limit the creation of arcing during the connection / disconnection of said electrical connection elements.
  • Such settled ⁇ tions are for example stations type metal casing GIS (gas switchgear insultated).
  • GIS gas switchgear insultated
  • a sec ⁇ tioner comprises a connector or movable main contact to be inserted into or removed from a connector or fixed main contact.
  • One of these solutions consists in coupling said princi pal ⁇ mobile contact to a moving arcing contact, the latter being Destin- born to be inserted into or removed from a fixed arcing contact soli ⁇ dary to said fixed contact.
  • the fixed main contact and the fixed arcing contact are connected to a first electrical apparatus, and the movable contact and moving arcing contact are connected to a second electrical apparatus.
  • Contacting the main contacts and arcing contacts closes the electric circuit connecting the first and ⁇ cond electrical equipment.
  • the separation of said contacts ⁇ opens said circuit and disconnects the first electrical equipment of the second electrical equipment.
  • the arcing contacts are used to delay the moment of appearance of an electric arc with respect to the moment of disconnection of the main contacts and to limit the duration of such an arc, in particular in order to reduce wear.
  • said moving arc contact is coupled to the movable main contact by a displacement device, typically a spring device, allowing on the one hand a disconnection of the arcing contacts taking place after decon ⁇ nexion of the main contacts, and secondly, a sudden ⁇ acceleration of the mobile arc contact to increase instantly the spacing between the fixed arc contact and the movable arcing contact when the main contacts (fixed and mobile) are already disconnected and relative distance pro ⁇ gressive at constant speed during a disconnection phase, ie opening of the electrical circuit connecting the first electrical equipment to said second electrical equipment.
  • the movable arcing contact is positioned in a chamber within said main mobile contact, the latter being at a posi ⁇ final disconnection.
  • Another solution is to use a special material, such as carbon or copper-tungsten, for the movable main contact which in this case also has the arc contact function. Unlike the previous solution, a single moving contact is present in the sectioner.
  • a problem of switches as previously substantially as described is related to their use for voltages and higher currents ⁇ neck that require higher speeds of apertures, difficult to reach for example because of the inertia of moving parts. Indeed, the more When the nominal voltage and current are high, the higher the transfer voltage (BTV) and the transfer current (BTC), the higher the contact separation rate must be.
  • An object of the present invention is to provide a cutter adapted to high voltages and a disconnection method which makes it possible to increase the relative speed of removal of the main contacts so as to interrupt the electric arc as quickly as possible. forming between said main contacts upon disconnection of the first and second electrical equipment, ie opening of the electrical circuit connecting said first electrical equipment to said second electrical equipment, while maintaining high dielectric performance for said main contacts, said disconnector being further to be simple and effective. Another aim is to provide an applicant disconnect ⁇ rant low number of mechanical parts for
  • the present invention thus relates in particular to a disconnector adapted to high voltages and comprising:
  • said second contact comprising a body of contact and a movable contact head relative to the contact body between a position A and a position B defined with respect to said contact body, said contact body being movable along an axis A between a closed position, wherein said contact body and the contact head are in contact with said first contact to connec ⁇ ter electrically the first electrical apparatus to the second electrical apparatus and the contact head is in position B, and an open position wherein said body contact and the contact head are Vietnamesen ⁇ nected said first contact to electrically disconnect said first electrical equipment of said second electrical device and the contact head is in posi ⁇ B, said contact body ending, both in the open position that in the closed position, by said contact head mounted movably at the end of the contact body intended to come into contact with the ⁇ first contact to said closed position, said contact head being in particular ⁇ axially movable along said axis A and the other side extremities of said contact body being fixed to a support con ⁇ tact.
  • the position A is a position remote from said contact body and the position B is a position close to said contact body, in particular to which the contact head is pressed against the contact body so as to break the electrical contact between the head. contact and said first contact.
  • the contact head is slidably mounted relative to the contact body between the position A remote from said contact body and the close position B of said contact body, and vice versa.
  • said second appa ⁇ reillage is effected by displacement of the contact body from the closed position to the open position, the closure being effected by moving the contact body from the open position to the closed position;
  • said contact carrier for supporting said contact body, moving with the latter along said axis, comprising a first end and a second end along said axis A, said first end being soli ⁇ dary of said other end of said body contact and said second end being axially distant from said contact body along said axis A.
  • said second end is configured to actuate a second device for moving the contact head during a displacement of the contact body from the closed position in the open position; a first moving device capable of moving the contact body from the closed position to the open position, and vice versa, said first MOVE device ⁇ cement being in particular able to move the contact body at a speed V (t) as a function time t which is low, typically of the order of mm / s, or even constant; said second moving means, releasable by means of said contact carrier, capable upon a MOVE ⁇ cement of said contact body from the closed position to the open position, move the head contact of the po sition ⁇ B to A position while storing energy and so that only the head contact is many a ⁇ naked into contact with said first contact, then RelA ⁇ expensive suddenly said stored energy to MOVE ⁇ cer suddenly and temporarily, in transiently at a speed V (t) greater than the speed V (t), said contact head from the position A to the position tion B so as to
  • the moving ⁇ transient of said contact head to said tesse vi ⁇ V (t)> V (t) between said position of said position A and B takes place during a time interval [t '1, t '2] included in the time interval [tl, t2] necessary for the displacement of said contact body between said closed position and said open position.
  • said second moving means when opening said switch, is able, in a first time, to maintain the contact head into contact with the first contact when the contact body away from said pre ⁇ Mier contacting thereby causing the contact head to move away from the contact body as it moves away from the first contact and until the contact head is at said position A away from said contact body, then in a second step, once this position has been reached, abruptly bringing the contact head back to its position B close to said contact body, thus allowing a very fast electrical disconnection of said first circuit and said second circuit.
  • Figure 1-6 schematic and chronological representation of an opening of a disconnector according to
  • Figure 1 shows an embodiment of a sectioner according to the invention. The latter is shown in the closed position.
  • Figures 2 to 6 show the same disconnector dif ferent ⁇ moments when it is opened. The same references apply to the same elements of the disconnector throughout its opening illustrated in Figures 2 to 6.
  • the disconnector according to the invention makes it possible to connect a first electrical equipment to a second electrical equipment when it is in the closed position as shown in FIG. 1 and to disconnect said first electrical equipment from said second electrical equipment when it is in position. open as shown in Figure 6.
  • the switch, said first electrical equipment and said second electrical equipment ⁇ are typically encapsu ⁇ in an interrupting chamber comprising an insulating medium such as sulfur hexafluoride, said first apparatus ⁇ lage electrical being for example located at an upstream end of said switch and said second elec tric ⁇ apparatus being located for example at a downstream end of said switch.
  • the disconnector in particular comprises a first contact connectable to the one first electric apparatus ⁇ stick 2 and a second contact connectable to said second electrical appa ⁇ reillage.
  • the first contact 1 comprises at least one stationary part I, ie immobile with respect to the interrupting chamber, and may optionally also comprise a movable part 11 with respect to said fixed part 1 '.
  • ⁇ cond is the contact 2 comprises a mobile part and a fixed part 2 '.
  • the fixed part 2 'of the second contact 2 is sufficiently far away from the first contact 1 to prevent any electrical arc. between the first contact and the second contact.
  • the mobile tie ⁇ the second contact 2 comprises a contact body 21 and a contact head 22 movably mounted between a position A and a position B as defined with respect to the contact body 21.
  • the position A is in particular a remote position, for example the farthest, of said contact body 21, and the position B is a close position, for example the closest, of said contact body 21.
  • the contact body 21 is it -even my ⁇ mobile tee along an axis A between a closed position F and an open position 0.
  • said contact body 21 and the contact head 22 are in contact with said first contact 1 so to electrically connect the fixed part of the first contact 1 with the fixed part 2 'of the second contact 2, or in other words the first electrical equipment with the second electrical equipment, the contact head 22 being in position B when the contact body 21 is in the closed position.
  • said contact body 21 and the contact head 22 are disconnected from said first contact 1 in order to electrically disconnect from each other the fixed part 1 'of the first contact 1 and the fixed part 2' of the second contact 2, or in other words, said first electrical equipment of said second electrical equipment, the contact head 22 being in position B when the contact body 21 is in the open position.
  • the contact head 22 is slidably mounted relative to the contact body 21 so as to be slidable between the position A away from said contact body 21 and the position B close to said contact body 21, and vice ver ⁇ sa.
  • the contact head 22 faces the ⁇ said first contact 1, so that a front view of the contact body 21 equipped with the contact head mounted movable on the latter shows only the contact head 22.
  • said contact body 21 comprises a front portion against which pla ⁇ quer the contact head 22 in the close position B, said front portion being in particular completely covered by said contact head 22 when the latter is in position B so as to prevent frontal contact between the first contact 1 and the contact body 21, in particular between the contact body 21 and the mobile part 11 the pre ⁇ Mier contact 1, the contact body 21 is configured to contact only laterally via its side portion on said first contact ⁇ 1, e.g. its fixed contacts the at m eans for example side electrical contacts 12 soli ⁇ Daires fixed contacts the first contact 1.
  • the contact carrier 23 according to the invention is intended to sup ⁇ carrying said contact body 21.
  • said contact body 21 and the contact support 23 are arranged in the extension of one another along said axis A and can have an essentially elongate shape extending along said axis A.
  • the contact support 23 com ⁇ takes a first end and a second end, said first end being integral with said other end of said contact body 21 and said second end being axially remote from said contact body 21 along said axis A. 6.
  • said second end of the contact support 23 is configured to interact with a second dis ⁇ positive displacement to trigger a displacement of the contact head 22 such that it will be described later.
  • the disconnector according to the invention comprises a first moving means capable of moving, preferably simultaneously, the movable portion of the second contact 2 and / or the movable portion of the first contact 1.
  • the pre ⁇ Mier moving device is capable of move the contact body 21 from the closed position F to the position or ⁇ green 0, and vice versa, at a speed V (t) as a function of time t.
  • a first displacement device is known to the skilled person does not need more ex ⁇ plications.
  • the present invention proposes a second disposi ⁇ tif of displacement of a new kind which makes it possible to implement in a simple and fast manner a rupture of the electrical connection between the moving part of the second contact and the first contact, for example between the moving parts of the first and second contacts.
  • This second displacement device ⁇ is in particular triggered by said contact support 23, and comprises one or more of the following devices:
  • said locking system 25 comprising two states, respec tively ⁇ a first state configured to block ⁇ temporary displacement of said member 24 in an axial direction along said axis A, said axial direction
  • a mechanical system 26 coupled to said element 24 and to said contact support 23 so as to store said energy, for example preferably mechanical or elastic potential energy, during the temporary blocking of said element 24 by the blocking system 25 when ⁇ placement of the contact body 21 from the closed position F to the open position 0, said mechanical system being confi- gured for releasing said energy as soon as the blo system ⁇ cage is in the second state, ie as soon as the latter self ⁇ rise movement of said element 24.
  • the second movement device is thus capable, upon movement of said contact body 21 from the closed position F to the open position 0, hand ⁇ hold temporarily, eg during a period Dt of time, contact head 22 in contact with said first con- tact 1 in particular by moving the latter from position B to position A relative to the contact body 21 (ie with respect to a reference linked to the contact body 21), while storing during this movement from position B to the position A, ie during said period of time Dt,
  • said stored energy to ⁇ abruptly and temporarily placing said head contact 22 from position A to position B so as to break the electrical contact between the contact head 22 and said first contact 1, for example between the contact head and the moving part of said first contact.
  • the contact head 22 is kept in contact with said first contact 1.
  • said second moving means moves said contact head 22 at a velocity V (t)> V (t) during the transitional movement of said position A to said position B, said displacement taking place from a ⁇ rant time interval [t'1, t'2] included in
  • the de- Tripping of movement of the contact head posi ⁇ A to position B is implemented by interaction of the contact carrier 23 with said second device MOVE ⁇ cement.
  • a displacement, by said first displacement device, of the contact support 23 along said axis A in the opposite direction of said first contact 1 is able to cause an interaction of said contact support 23 with the locking system 25 causing a change of state of said blocking system 25 from first to second state
  • a displacement, by said first device ⁇ placement of the contact holder 23 in a direction along said axis toward said first contact is one being adapted to pass the locking system 25 of the second to the first state.
  • said interaction is an interaction between a surface of said contact support 23 and said sys tem ⁇ locking 25, for example between said surface and the hooks 251 of the locking system 25.
  • the blocking system 25 comprises a movable hook 251 of a locking position to an unlocking position and vice versa, which, when the sys tem ⁇ lock 25 is in said first state, is positioned born in the locking position adapted to block a mOVE ⁇ cement of said element 24 in a direction along said axis a s' away from said first contact 1, and, when the locking system 25 is in said second state, is positioned in the release position adapted to allow a moving said element 24 in the direction along said axis A away from said first contact.
  • movement of said hook 251 between its locking position and its unlocking position is caused by said interaction of said surface of said contact support 23 and a portion of said hook 251.
  • said hook 251 is provided with a wheel 252 configured to interact with an interaction surface S of said contact carrier 23, the interaction of said interaction surface S with said wheel 252 being capable of Provo ⁇ a quer movement of said hook 251, in particular around a pivot of a ball joint 3 fixed to a support base 4 ⁇ said switch, said locking position to said positive deblocking, when said interaction surface S is in translation along said axis A by displacement of the contact support 23 in the direction along said axis A away from the first contact 1.
  • said contact support 23 comprises a first surface SI oUTSIDE ⁇ higher support for said wheel 252, for example a surface cy ⁇ lindrique, and optionally a second surface S2 of external support for said wheel 252, for example a cylindrical surface, the first surface SI, and optionally the second surface S2, being formed of a set of parallel line segments to said axis a, said interaction surface S including for example said first IF surface décri ⁇ efore an angle to the latter.
  • the S interaction surface attached to the first surface SI la- said second surface S2 describing said skew relative to said first and second surfaces, and therefore in particular relative to said axis A.
  • the displacement of said wheel 252 on said means of the interaction surface S causes a displacement of the hook 251 from the locking position to Unlock at target position ⁇ cage or vice versa depending on the direction of movement of said contact carrier 23 by said first device MOVE ⁇ cement.
  • a displacement of a part of the locking system, for example the wheel of said hook, on the interaction surface of the contact support 23 causes a radial distance relative to said axis A which triggers the release of the blocking system, ie the transition from the first state to the second state.
  • the locking system 25 comprises return means, for example elastic or spring-confi gured ⁇ for exerting a force or a moment force on said hook 251 so as to oppose a displacement, by example by pivoting, said hook 251 from the locking position to said unlocking position.
  • the ⁇ said element 24 extends from one of its fixed ends of the contact head 22 through the contact body 21 and contact holder 23 to the other of its ends éloi ⁇ panied axially said contact head 22 and configured to cooperate with the locking system.
  • ⁇ said element 24 comprises at least one rod, preferably a plurality of rods, extending along said axis beyond said second end la of contact carrier 23 and through the latter from side to side.
  • said rod ends at the end closest to said second ex ⁇ end of said contact body 23, by a lock washer 28 adapted to interact with said locking means 25, for example with said hook 251 .
  • Figure 1 shows the disconnector according to the invention in the closed position.
  • the current can pass from the fixed contact 2 x to the fixed contact 1 x via mainly the contact body 21 and ⁇ ⁇ the contact head 22 contact contact with the movable portion 11 of said second contact.
  • the mechanical system 26 is expanded, for example, a spring 261 of said mechanical system is expanded.
  • the blocking system 25 is in particular already in the blocking position, ready to interact with the contact support 23 when the latter will move away in a direction opposite to said first contact 1.
  • the first displacement device When opening the disconnector according to the invention, the first displacement device will move the movable portion of said second contact from a downstream position, called “closed position", to which it is in contact with said first contact 1, to an upstream position, called “open position”, in which the movable part 11 of the first contact 1 and the movable tie ⁇ by the second contact 2 are disconnected from each other. Note that during the connection, the displacement in ⁇ verse is achieved by means of said second displacement device.
  • the opening of the disconnector according to the invention, and therefore the disconnection of the first electrical equipment from the second electrical equipment comprises chronologically the following phases illustrated by FIGS. 2 to 6:
  • a first phase shows a simultaneous moves ⁇ lies upstream of the movable part 11 of said pre ⁇ Mier contact 1 and the movable part of the second contact 2 with respect to the fixed parts l ', 2' of first contact 1 and the second contact 2.
  • This displacement causes in particular a dé ⁇ connection of the contact body 23 of an electrical contact the ⁇ téral 12 configured to laterally contact a ⁇ teral part of the contact body 21 with the fixed part l 'the pre ⁇ Mier contact 1 when the latter is in the closed position, while the contact head 22 remains constantly in contact with the movable part 11 of the first contact 1 throughout said movement of the first phase.
  • Said lateral contact is in particular a solid contact of the fixed portion 1 'of the first contact 1, for example a spring contact.
  • Said movement of the first phase is implemented notably by the first moving device as explained pre ⁇ cédemment.
  • a second phase illustrated in FIG. 3, comprises the continuation of upstream displacement of said contact body 21 by means of said first displacement device, during which the contact head 22 is kept in contact with the first contact 1, in especially with the moving part 11 said first contact 1, by the second displacement device ⁇ ment ment configured to store energy during hand ⁇ tien contact between the contact head 22 and the first contact 1.
  • the contact head 22 passes position B close said contact body 21 to the position a away from said contact body 21. in particu ⁇ link, said mobile part 11 and the contact head 22 are maintained still and in contact with each other, for example by the locking system 25 of said second displacement device as described above, while the contact body 21 continues its upstream movement away still a little more than said first contact 1.
  • the ⁇ said energy is by for example, an elastic potential energy ⁇ resulting from the compression of the spring 261 of the mechanical system 26 by the contact support 23, said spring 261 being in particular coupled to said contact support 23 and said element 24 fixed to said contact head 22.
  • the rollers 252 are in contact with and move on the first surface SI.
  • a third phase, illustrated in Figures 4 and 5, com ⁇ takes the breaking electrical contact between the head con ⁇ tact 22 and the first contact 1, in particular between the contact head 22 and the movable part 11 of the first contact 1 by triggering said second displacement device by means of the contact support 23 fixed to said contact body 21, said contact head 22 then passing from the position A (see Fig. 4) to the position B (see Fig. 5 ), while the contact body continues to move upstream, ie in a direction away from said first contact 1.
  • the triggering of said second disposi ⁇ tif is preferentially caused by interaction of the second moving device with the contact support 23 during the displacement of the latter upstream, said interaction causing a sudden release of said energy and said contact break.
  • the wheels 252 move from the first surface SI to the second on ⁇ side S2 through said interaction surface S.
  • the hooks 251 which hitherto kept the element 24 and the contact head stationary relative to the fixed part 2 'of the second contact, releases said element 24, thereby allowing the release of the energy at the same time.
  • a fourth phase illustrated by Figure 6, comprises an upstream movement of the contact head in position B and the contact body 23 to disconnection 21 of another lateral electric contact contact body 27 configured to laterally contact the side portion of the contact body 21 with the fixed part 2 'of the second contact (2) during ⁇ the latter is in the closed position.
  • the upstream displacement of the fourth phase is completed when the contact body 21 is electrically disconnected from said other lateral contact 27 and is, with the contact head 22, inwardly of the fixed contact 2 of said second contact.
  • connection of said disconnector takes place simply in the reverse order, ie from the fourth phase to the first phase, until connection of said contact body 23 with the fixed part 1 'of the first contact.
  • the contact head 22 has a mushroom shape, ie has a substantially cylindrical trunk configured to slide in the contact body
  • the contact body 21 is preferably cylindrical, hollow around said axis A, to allow movement in translation of said element 24 and said trunk during movement along said axis A upstream downstream.
  • Said cap covers in particular com pletely ⁇ the end of said contact body 21 which is closest to said first contact 1.
  • the movable portion 11 of said second contact has a shape complementary au said cap, for example having a concave shape.
  • the cap of said contact head has a concave shape and said movable portion 11 of said first contact 1 has a spherical shape.
  • the movable portion of said first contact also comprises a contact head movable relative to a contact body, the second displacement device being designed to move in the opposite direction and simultaneously the contact head
  • the present invention proposes a new design of a switch, for which only a portion of the moving contact is set in rapid motion, which presents

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

La présente invention décrit un sectionneur et une méthode de déconnexion d'appareillages électriques au moyen dudit sectionneur, ce dernier comprenant: - un premier contact (1); - un second contact (2), ledit second contact (2) comprenant un corps de contact (21) et une tête de contact (22) mobile par rapport au corps de contact (21); - un support de contact (23) configuré pour supporter ledit corps de contact (21); - un premier dispositif de déplacement capable de déplacer le corps de contact (21) d'une position fermée (F) à une position ouverte (0), et vice versa; - un second dispositif de déplacement, déclenchable au moyen dudit support de contact (23), capable, lors d'un déplacement dudit corps de contact (21) de la position fermée (F) à la position ouverte (0), de maintenir temporairement durant une période Dt la tête de contact (22) en contact avec ledit premier contact (1) et d'emmagasiner, durant cette période Dt, de l'énergie, puis de relâcher subitement ladite énergie emmagasinée afin de déplacer brusquement et transitoirement ladite tête de contact (22) de façon à rompre le contact électrique entre la tête de contact (22) et ledit premier contact (1).

Description

Sectionneur adapté aux moyennes et hautes tensions et méthode de déconnexion au moyen dudit sectionneur
La présente invention concerne un sectionneur adapté aux moyennes et hautes tensions (typiquement comprises entre lkV et 550kV, voire supérieures à 550kV) , ainsi qu'une méthode de déconnexion selon les revendications indépendantes 1 et 15.
Une fonction des installations de sectionneur, en particulier sous haute tension est de pouvoir connecter, mais surtout dé¬ connecter des éléments de connexion électrique qui sont géné¬ ralement enfermés dans une enceinte remplie d'un milieu iso¬ lant, tel que l'hexafluorure de soufre, destiné à limiter la création d'arcs électriques lors de la connexion/déconnexion desdits éléments de connexion électrique. De telles installa¬ tions sont par exemple des postes à enveloppe métallique de type GIS (gas insultated switchgear) . Typiquement, un sec¬ tionneur comprend un connecteur ou contact principal mobile dédié à être inséré dans ou retiré d'un connecteur ou contact principal fixe.
Pour certaines architectures de sectionneur à haute tension, il doit être requis de garantir une performance de décon¬ nexion liée à la coupure de courant. A ce titre, il existe un standard actuel IEC 62271-102 présentant de telles perfor¬ mances. Actuellement, des postes de type GIS prévoient que des sectionneurs sous 550 kVolts ne soient pas soumis à une tension de transfert entre systèmes de bus (dite BTV « Bus Transfer Voltage ») de plus de 20 Volts, ainsi qu'à un cou- rant de transfert entre systèmes de bus (dit BTC « Bus Trans¬ fer Current ») de plus de 1600 Ampères. Toutefois, il est à prévoir que les futures installations de postes de type GIS à plus grande échelle devront pouvoir être soumises à des valeurs de tensions et des courants de trans¬ fert BTV, BTC plus élevées, et même au-delà d'un facteur 2. II s'avère ainsi que la plupart des architectures actuelles de sectionneur à haute tension atteignent leur limite physique pour garantir une performance de coupure ou plus géné¬ ralement de déconnexion (ou connexion) efficace. Afin d'améliorer les capacités à rompre un contact d'arc, différentes solutions ont été proposées.
Une de ces solutions consiste à coupler ledit contact princi¬ pal mobile à un contact d'arc mobile, ce dernier étant desti- né à être inséré dans ou retiré d'un contact d'arc fixe soli¬ daire audit contact fixe. Le contact principal fixe et le contact d'arc fixe sont raccordés à un premier appareillage électrique, et le contact mobile et contact d'arc mobile sont raccordés à un second appareillage électrique. La mise en contact des contacts principaux et des contacts d'arc permet de fermer le circuit électrique connectant le premier et se¬ cond appareillage électrique. A l'opposé, la séparation des¬ dits contacts ouvre ledit circuit et déconnecte le premier appareillage électrique du second appareillage électrique.
Selon cette solution, les contacts d'arcs sont utilisés pour retarder le moment d'apparition d'un arc électrique par rapport au moment de la déconnexion des contacts principaux et pour limiter la durée d'un tel arc, notamment afin de réduire une usure des contacts fixes et mobiles, et une pollution du milieu isolant dans laquelle lesdits contacts se trouvent. Traditionnellement, ledit contact d'arc mobile est couplé au contact principal mobile par un dispositif de déplacement, typiquement un dispositif à ressort, permettant d'une part une déconnexion des contacts d' arc se déroulant après décon¬ nexion des contacts principaux, et d'autre part, une accélé¬ ration subite du contact d'arc mobile permettant d'augmenter instantanément l'écartement entre le contact d'arc fixe et le contact d'arc mobile lorsque les contacts principaux (fixe et mobile) sont déjà déconnectés et en éloignement relatif pro¬ gressif à vitesse constante lors d'une phase de déconnexion, i.e. d'ouverture du circuit électrique raccordant le premier appareillage électrique audit second appareillage électrique. Après avoir été subitement accéléré, le contact d'arc mobile se trouve positionné dans une chambre à l'intérieur dudit contact principal mobile, ce dernier se trouvant à une posi¬ tion finale de déconnexion. De telles techniques sont bien connues de l'homme du métier.
Une autre solution consiste à utiliser un matériel spécial, comme du carbone ou du cuivre-tungstène, pour le contact principal mobile qui a, dans ce cas, également la fonction de contact d'arc. Contrairement à la solution précédente, un unique contact mobile est dès lors présent dans le section- neur .
D'autres solutions sont basées sur l'utilisation d'un méca- nisme permettant d'augmenter la vitesse d' éloignement relatif des contacts dudit sectionneur de façon à réduire au maximum la durée d'un arc électrique entre lesdits contacts.
Une problématique des sectionneurs tels que précédemment dé- crit est liée à leur utilisation pour des tensions et cou¬ rants plus élevés qui requièrent des vitesses d'ouvertures plus élevées, difficilement atteignables du fait par exemple de l'inertie des pièces en mouvement. En effet, plus la ten- sion et le courant nominaux sont élevés, plus la tension de transfert (BTV) et le courant de transfert (BTC) sont élevés, et plus la vitesse de séparation des contacts doit être grande .
Un but de la présente invention est de proposer un section- neur adapté aux hautes tensions et une méthode de déconnexion qui permette d'augmenter la vitesse relative d' éloignement des contacts principaux de façon à interrompre le plus rapi- dément possible l'arc électrique se formant entre lesdits contacts principaux lors de la déconnexion du premier et du second appareillage électrique, i.e. ouverture du circuit électrique raccordant ledit premier appareillage électrique audit second appareillage électrique, tout en maintenant des performances diélectriques élevées pour lesdits contacts principaux, ledit sectionneur devant de plus être simple et efficace. Un autre but est de proposer un sectionneur requé¬ rant un faible nombre de pièces mécaniques permettant
d'optimiser les masses des éléments en mouvement,
l'encombrement et les vitesses de déconnexion pour ledit sec¬ tionneur .
Dans ce but, un sectionneur et une méthode de déconnexion au moyen d'un sectionneur sont proposés selon les revendications indépendantes. Des sous-revendications présentes d'autres avantages de l'invention.
La présente invention concerne ainsi notamment un sectionneur adapté aux hautes tensions et comprenant :
- un premier contact connectable à un premier appareillage électrique ;
- un second contact connectable à un second appareillage
électrique, ledit second contact comprenant un corps de contact et une tête de contact mobile par rapport au corps de contact entre une position A et une position B définies par rapport audit corps de contact, ledit corps de contact étant mobile le long d'un axe A entre une position fermée, dans laquelle ledit corps de contact et la tête de contact sont en contact avec ledit premier contact afin de connec¬ ter électriquement le premier appareillage électrique avec le second appareillage électrique et la tête de contact est en position B, et une position ouverte, dans laquelle ledit corps de contact et la tête de contact sont décon¬ nectés dudit premier contact afin de déconnecter électriquement ledit premier appareillage électrique dudit second appareillage électrique et la tête de contact est en posi¬ tion B, ledit corps de contact se terminant, aussi bien en position ouverte qu'en position fermée, par ladite tête de contact montée mobile à l'extrémité du corps de contact destinée à entrer en contact avec le premier contact à la¬ dite position fermée, ladite tête de contact étant notam¬ ment mobile axialement selon ledit axe A, l'autre extrémi- té dudit corps de contact étant fixée à un support de con¬ tact. Préférentiellement , la position A est une position éloignée dudit corps de contact et la position B est une position rapprochée dudit corps de contact, notamment à laquelle la tête de contact est plaquée contre le corps de contact de façon à rompre le contact électrique entre la tête de contact et ledit premier contact. En particulier, la tête de contact est montée coulissante par rapport au corps de contact entre la position A éloignée dudit corps de contact et la position B rapprochée dudit corps de con- tact, et vice versa. Selon la présente invention,
l'ouverture dudit sectionneur destinée à déconnecter élec¬ triquement ledit premier appareillage dudit second appa¬ reillage est effectuée par déplacement du corps de contact de la position fermée à la position ouverte, la fermeture étant réalisée par déplacement du corps de contact de la position ouverte à la position fermée; ledit support de contact, destiné à supporter ledit corps de contact, mobile avec ce dernier le long dudit axe A, comprenant une première extrémité et une seconde extrémité selon ledit axe A, ladite première extrémité étant soli¬ daire de ladite autre extrémité dudit corps de contact et ladite seconde extrémité étant éloignée axialement dudit corps de contact selon ledit axe A. En particulier, ladite seconde extrémité est configurée pour actionner un second dispositif de déplacement de la tête de contact lors d'un déplacement du corps de contact de la position fermée à la position ouverte; un premier dispositif de déplacement capable de déplacer le corps de contact de la position fermée à la position ouverte, et vice versa, ledit premier dispositif de dépla¬ cement étant notamment capable de déplacer le corps de contact à une vitesse V(t) en fonction du temps t qui est faible, typiquement de l'ordre du mm/s, voire constante ; ledit second dispositif de déplacement, déclenchable au moyen dudit support de contact, capable, lors d'un dépla¬ cement dudit corps de contact de la position fermée à la position ouverte, de déplacer la tête de contact de la po¬ sition B à la position A tout en emmagasinant de l'énergie et de façon à ce que seule la tête de contact soit mainte¬ nue en contact avec ledit premier contact, puis de rel⬠cher subitement ladite énergie emmagasinée afin de dépla¬ cer brusquement et transitoirement , en particulier transi- toirement à une vitesse V (t) supérieure à la vitesse V(t), ladite tête de contact de la position A à la posi- tion B de façon à rompre le contact entre la tête de con¬ tact et ledit premier contact. En particulier, le déplace¬ ment transitoire de ladite tête de contact à ladite vi¬ tesse V (t) > V(t) entre ladite position A et ladite posi- tion B a lieu durant un intervalle de temps [t'1, t'2] compris dans l'intervalle de temps [tl, t2] nécessaire au déplacement dudit corps de contact entre ladite position fermée et ladite position ouverte. En particulier, lors de l'ouverture dudit sectionneur, ledit second dispositif de déplacement est ainsi capable, dans un premier temps, de maintenir la tête de contact en contact avec le premier contact lorsque le corps de contact s'éloigne dudit pre¬ mier contact, provoquant autrement dit un éloignement de la tête de contact relativement au corps de contact lors- que ce dernier s'éloigne du premier contact et jusqu'à ce que la tête de contact soit à ladite position A éloignée dudit corps de contact, puis, dans un second temps, une fois cette position A atteinte, de brusquement ramener la tête de contact à sa position B rapprochée dudit corps de contact, permettant ainsi une déconnexion électrique très rapide dudit premier circuit et dudit second circuit.
Afin de mieux comprendre la présente invention et de
l'illustrer, un exemple de réalisation d'un sectionneur selon l'invention est fourni à l'aide des figures 1-6 qui présen¬ tent chronologiquement l'ouverture dudit sectionneur selon 1 ' invention :
Figure 1-6 représentation schématique et chronologique d'une ouverture d'un sectionneur selon
1 ' invention . La figure 1 présente un exemple de réalisation d'un section- neur selon l'invention. Ce dernier est montré en position fermée. Les figures 2 à 6 montrent le même sectionneur à dif¬ férents instants lors de son ouverture. Les mêmes références s'appliquent aux mêmes éléments du sectionneur tout au long de son ouverture illustrée par les figures 2 à 6.
Le sectionneur selon l'invention permet de connecter un premier appareillage électrique à un second appareillage élec- trique lorsqu'il est en position fermée telle que présentée en figure 1 et de déconnecter ledit premier appareillage électrique dudit second appareillage électrique lorsqu' il est en position ouverte telle que présentée en figure 6. Le sectionneur, ledit premier appareillage électrique et le¬ dit second appareillage électrique sont typiquement encapsu¬ lés dans une chambre de coupure comprenant un milieu isolant tel que de l'hexafluorure de soufre, ledit premier appareil¬ lage électrique étant par exemple situé à une extrémité amont dudit sectionneur et ledit second appareillage élec¬ trique étant situé par exemple à une extrémité aval dudit sectionneur .
Le sectionneur selon l'invention comprend en particulier un premier contact 1 connectable au premier appareillage élec¬ trique et un second contact 2 connectable audit second appa¬ reillage électrique. Le premier contact 1 comprend au moins une partie fixe l', i.e. immobile par rapport à la chambre de coupure, et peut optionnellement également comprendre une partie mobile 11 par rapport à ladite partie fixe l' . Le se¬ cond contact 2 comprend une partie mobile et une partie fixe 2' . La partie fixe 2' du second contact 2 est suffisamment éloignée du premier contact 1 pour empêcher tout arc élec- trique entre le premier contact et le second contact. La par¬ tie mobile du second contact 2 comprend un corps de contact 21 et une tête de contact 22 montée mobile entre une position A et une position B définies par rapport au corps de contact 21. Un contact électrique 29 entre la tête de contact 22 et le corps de contact 21, par exemple un contact électrique glissant, permet en particulier le passage de courant entre la tête de contact et le corps de contact. La position A est en particulier une position éloignée, par exemple la plus éloignée, dudit corps de contact 21, et la position B est une position rapprochée, par exemple la plus rapprochée, dudit corps de contact 21. Le corps de contact 21 est lui-même mon¬ té mobile le long d'un axe A entre une position fermée F et une position ouverte 0. Dans la position fermée F, ledit corps de contact 21 et la tête de contact 22 sont en contact avec ledit premier contact 1 afin de connecter électriquement la partie fixe l' du premier contact 1 avec la partie fixe 2' du second contact 2, ou autrement dit le premier appareillage électrique avec le second appareillage électrique, la tête de contact 22 étant en position B lorsque le corps de contact 21 est en position fermée. Dans la position ouverte 0, ledit corps de contact 21 et la tête de contact 22 sont déconnectés dudit premier contact 1 afin de déconnecter électriquement l'une de l'autre la partie fixe l' du premier contact 1 et la partie fixe 2' du second contact 2, ou autrement dit, ledit premier appareillage électrique dudit second appareillage électrique, la tête de contact 22 étant en position B lorsque le corps de contact 21 est en position ouverte. Selon la présente invention, le corps de contact 21 se ter¬ mine, aussi bien en position 0 ouverte qu'en position fermée F, par ladite tête de contact 22 montée mobile à une extrémi¬ té dudit corps de contact 21, l'autre extrémité dudit corps de contact 21 étant fixée à un support de contact 23. En par¬ ticulier, la tête de contact 22 est montée coulissante par rapport au corps de contact 21 de façon à pouvoir coulisser entre la position A éloignée dudit corps de contact 21 et la position B rapprochée dudit corps de contact 21, et vice ver¬ sa. Préférentiellement , parmi le corps de contact 21 et la tête de contact 22, seule la tête de contact 22 fait face au¬ dit premier contact 1, de sorte qu'une vue de face du corps de contact 21 équipé de la tête de contact montée mobile sur ce dernier fait uniquement apparaître la tête de contact 22. En effet, selon la présente invention, ledit corps de contact 21 comprend une partie frontale contre laquelle vient se pla¬ quer la tête de contact 22 en position B rapprochée, ladite partie frontale étant en particulier intégralement recouverte par ladite tête de contact 22 lorsque cette dernière est en position B de façon à empêcher un contact frontal entre le premier contact 1 et le corps de contact 21, en particulier entre le corps de contact 21 et la partie mobile 11 du pre¬ mier contact 1, le corps de contact 21 étant configuré pour contacter uniquement latéralement via sa partie latérale le¬ dit premier contact 1, par exemple ses contacts fixes l', au moyen par exemple de contacts électriques latéraux 12 soli¬ daires des contacts fixes l' du premier contact 1. Le support de contact 23 selon l'invention est destiné à sup¬ porter ledit corps de contact 21. Préférentiellement , ledit corps de contact 21 et le support de contact 23 sont disposés dans le prolongement l'un de l'autre selon ledit axe A et peuvent présenter une forme essentiellement longiligne s' étendant selon ledit axe A. Le support de contact 23 com¬ prend une première extrémité et une seconde extrémité, ladite première extrémité étant solidaire de ladite autre extrémité dudit corps de contact 21 et ladite seconde extrémité étant éloignée axialement dudit corps de contact 21 selon ledit axe A. 6. En particulier, ladite seconde extrémité du support de contact 23 est configurée pour interagir avec un second dis¬ positif de déplacement afin de déclencher un déplacement de la tête de contact 22 tel qu'il sera décrit plus tard.
Le sectionneur selon l'invention comprend un premier dispositif de déplacement capable de déplacer, préférentiellement simultanément, la partie mobile du second contact 2 et/ou la partie mobile du premier contact 1. En particulier, le pre¬ mier dispositif de déplacement est capable de déplacer le corps de contact 21 de la position fermée F à la position ou¬ verte 0, et vice versa, à une vitesse V(t) en fonction du temps t. Un tel premier dispositif de déplacement est connu de l'homme du métier est ne nécessite pas de plus amples ex¬ plications .
Par contre, la présente invention propose un second disposi¬ tif de déplacement d'un nouveau genre qui permet de mettre en œuvre de manière simple et rapide une rupture de la connexion électrique entre la partie mobile du second contact et le premier contact, par exemple entre les parties mobiles du premier et second contact. Ce second dispositif de déplace¬ ment est en particulier déclenchable par ledit support de contact 23, et comprend un ou plusieurs dispositifs parmi les dispositifs suivants:
- un élément 24 fixé à la tête de contact 22 et s' étendant selon ledit axe A au moins jusqu'à ladite seconde extrémité dudit support de contact 23, ledit élément 24 étant notam- ment solidaire de ladite tête de contact 22 de façon à pou¬ voir mouvoir cette dernière, par exemple en la coulissant de la position A à la position B et vice versa, ledit élé¬ ment 24 s' étendant, préférentiellement selon ledit axe A, depuis la tête de contact 22 en direction de ladite seconde extrémité du support de contact 23 et coopérant, notamment au voisinage de ladite seconde extrémité du support de con¬ tact 23, avec un système de blocage 25;
- ledit système de blocage 25 comprenant deux états, respec¬ tivement un premier état configuré pour bloquer temporaire¬ ment un déplacement dudit élément 24 dans une direction axiale selon ledit axe A, ladite direction axiale
s' éloignant dudit premier contact 1, lors du déplacement du corps de contact 21 de la position fermée F à la position ouverte 0, et un second état configuré pour autoriser un déplacement dudit élément 24 dans ladite direction axiale lors du déplacement du corps de contact 21 de la position fermée F à la position ouverte 0, le second état succédant chronologiquement au premier état lors dudit déplacement du corps de contact 21 de la position fermée F à la position ouverte 0;
- un système mécanique 26 accouplé audit élément 24 et audit support de contact 23 de façon à emmagasiner ladite éner- gie, par exemple de l'énergie potentielle préférentielle- ment mécanique ou élastique, pendant le blocage temporaire dudit élément 24 par le système de blocage 25 lors du dé¬ placement du corps de contact 21 de la position fermée F à la position ouverte 0, ledit système mécanique étant confi- guré pour libérer ladite énergie dès que le système de blo¬ cage est dans le second état, i.e. dès que ce dernier auto¬ rise le déplacement dudit élément 24.
Le second dispositif de déplacement selon l'invention est ainsi capable, lors d'un déplacement dudit corps de contact 21 de la position fermée F à la position ouverte 0, de main¬ tenir temporairement, par exemple durant une période de temps Dt, la tête de contact 22 en contact avec ledit premier con- tact 1 notamment en déplaçant cette dernière de la position B à la position A par rapport au corps de contact 21 (i.e. par rapport à un référentiel lié au corps de contact 21), tout en emmagasinant, durant ce déplacement de la position B à la po- sition A, i.e. durant ladite période de temps Dt, de
l'énergie, puis de relâcher subitement, à la fin dudit dépla¬ cement de la position B à la position A, soit à la fin de la période de temps Dt, ladite énergie emmagasinée afin de dé¬ placer brusquement et transitoirement ladite tête de contact 22 de la position A à la position B de façon à rompre le contact électrique entre la tête de contact 22 et ledit premier contact 1, par exemple entre la tête de contact et la partie mobile dudit premier contact. Préférentiellement , durant la phase d' emmagasinement de l'énergie, seule la tête de contact 22 est maintenue en contact avec ledit premier contact 1.
Préférentiellement , ledit second dispositif de déplacement permet de déplacer ladite tête de contact 22 à une vitesse V (t) > V(t) lors du déplacement transitoire de ladite posi- tion A à ladite position B, ledit déplacement ayant lieu du¬ rant un intervalle de temps [t'1, t'2] compris dans
l'intervalle de temps [tl, t2] nécessaire au déplacement du¬ dit corps de contact 21 entre ladite position fermée F et la¬ dite position ouverte 0. Selon la présente invention, le dé- clenchement du déplacement de la tête de contact de la posi¬ tion A à la position B est mis en œuvre par interaction du support de contact 23 avec ledit second dispositif de dépla¬ cement. En particulier, un déplacement, par ledit premier dispositif de déplacement, du support de contact 23 selon le- dit axe A en direction opposée dudit premier contact 1 est apte à provoquer une interaction dudit support de contact 23 avec le système de blocage 25 provoquant un changement d'état dudit système de blocage 25 passant du premier au second état, et un déplacement, par ledit premier dispositif de dé¬ placement, du support de contact 23 dans une direction selon ledit axe A se rapprochant dudit premier contact 1 étant apte à faire passer le système de blocage 25 du second au premier état.
Préférentiellement , ladite interaction est une interaction entre une surface dudit support de contact 23 et ledit sys¬ tème de blocage 25, par exemple entre ladite surface et des crochets 251 dudit système de blocage 25. En effet, selon un mode préférentiel de réalisation, le système de blocage 25 comprend un crochet 251 mobile d'une position de blocage à une position de déblocage et vice versa, qui, lorsque le sys¬ tème de blocage 25 est dans ledit premier état, est position- né dans la position de blocage adaptée pour bloquer un dépla¬ cement dudit élément 24 dans une direction selon ledit axe A s' éloignant dudit premier contact 1, et, lorsque le système de blocage 25 est dans ledit second état, est positionné dans la position de déblocage adaptée pour autoriser un déplace- ment dudit élément 24 dans la direction selon ledit axe A s' éloignant dudit premier contact. Selon la présente inven¬ tion, le déplacement dudit crochet 251 entre sa position de blocage et sa position de déblocage est occasionné par ladite interaction de ladite surface dudit support de contact 23 et une partie dudit crochet 251.
Par exemple, ledit crochet 251 est muni d'une roulette 252 configurée pour interagir avec une surface d' interaction S dudit support de contact 23, l'interaction de ladite surface d'interaction S avec ladite roulette 252 étant apte à provo¬ quer un mouvement dudit crochet 251, notamment un pivotement autour d'une rotule 3 solidaire d'une embase de support 4 du¬ dit sectionneur, de ladite position de blocage à ladite posi- tion de déblocage, lorsque ladite surface d'interaction S est en translation le long dudit axe A par déplacement du support de contact 23 dans la direction selon ledit axe A s' éloignant du premier contact 1. Préférentiellement , ledit support de contact 23 comprend une première surface SI d'appui exté¬ rieure pour ladite roulette 252, par exemple une surface cy¬ lindrique, et optionnellement une seconde surface S2 d'appui extérieure pour ladite roulette 252, par exemple une surface cylindrique, la première surface SI, et optionnellement la seconde surface S2, étant formée d'un ensemble de segments de droites parallèles audit axe A, ladite surface d' interaction S joignant par exemple ladite première surface SI en décri¬ vant un biais par rapport à cette dernière. Optionnellement, la surface d'interaction S joint la première surface SI à la- dite seconde surface S2 en décrivant ledit biais par rapport auxdites première et seconde surfaces, et donc en particulier par rapport audit axe A. Selon ce mode préférentiel de réali¬ sation, le déplacement de ladite roulette 252 sur ledit biais de la surface d' interaction S provoque un déplacement dudit crochet 251 de la position de blocage à la position de déblo¬ cage ou vice versa selon la direction de déplacement dudit support de contact 23 par ledit premier dispositif de dépla¬ cement. Ainsi, selon la présente invention, un déplacement d'une partie du système de blocage, par exemple la roulette dudit crochet, sur la surface d'interaction du support de contact 23 provoque un éloignement radial par rapport audit axe A qui déclenche le déblocage du système de blocage, i.e. le passage du premier état au second état. Préférentiellement , le système de blocage 25 comprend des moyens de rappel, par exemple élastique ou à ressort, confi¬ gurés pour exercer une force ou un moment de force sur ledit crochet 251 de façon à s'opposer à un déplacement, par exemple par pivotement, dudit crochet 251 de la position de blocage à ladite position de déblocage. Optionnellement , le¬ dit élément 24 s'étend d'une de ses extrémités solidaire de la tête de contact 22 à travers le corps de contact 21 et le support de contact 23 jusqu'à l'autre de ses extrémités éloi¬ gnée axialement de ladite tête de contact 22 et configurée pour coopérer avec le système de blocage. En particulier, le¬ dit élément 24 comprend au moins une tige, préférentiellement plusieurs tiges, s' étendant selon ledit axe A au-delà de la- dite seconde extrémité du support de contact 23 et traversant ce dernier de part en part. En particulier, ladite tige se termine, à l'extrémité la plus proche de ladite seconde ex¬ trémité dudit corps de contact 23, par une rondelle d'arrêt 28 apte à interagir avec ledit moyen de blocage 25, par exemple avec ledit crochet 251.
Nous allons maintenant décrire plus en détail le fonctionne¬ ment dudit sectionneur selon l'invention, en particulier l'ouverture dudit sectionneur permettant la déconnexion du premier appareillage électrique du second appareillage élec¬ trique .
La figure 1 montre le sectionneur selon l'invention en position fermée. Le courant peut passer du contact fixe 2 xau con- tact fixe 1 xvia principalement le corps de contact 21 et se¬ condairement la tête de contact 22 en contact avec la partie mobile 11 dudit second contact. Dans cette position fermée, le système mécanique 26 est détendu, par exemple, un ressort 261 dudit système mécanique est détendu. Le système de blo- cage 25 est en particulier déjà en position de blocage, prêt à interagir avec le support de contact 23 lorsque ce dernier s'éloignera dans une direction opposée audit premier contact 1. Lors de l'ouverture du sectionneur selon l'invention, le premier dispositif de déplacement va déplacer la partie mobile dudit second contact d'une position avale, dite « position fermée », à laquelle elle est en contact avec ledit premier contact 1, à une position amont, dite « position ouverte », à laquelle la partie mobile 11 du premier contact 1 et la par¬ tie mobile du second contact 2 sont déconnectées l'une de l'autre. A noter que lors de la connexion, le déplacement in¬ verse est réalisé au moyen dudit second dispositif de dépla- cernent. L'ouverture du sectionneur selon l'invention, et donc la déconnexion du premier appareillage électrique du second appareillage électrique, comprend chronologiquement les phases suivantes illustrées par les figures 2 à 6 :
Une première phase, illustrée en figure 2, montre un déplace¬ ment simultané vers l'amont de la partie mobile 11 dudit pre¬ mier contact 1 et de la partie mobile du second contact 2 par rapport aux parties fixes l', 2' du premier contact 1 et du second contact 2. Ce déplacement provoque notamment une dé¬ connexion du corps de contact 23 d'un contact électrique la¬ téral 12 configuré pour contacter latéralement une partie la¬ térale du corps de contact 21 avec la partie fixe l' du pre¬ mier contact 1 lorsque ce dernier est en position fermée, alors que la tête de contact 22 reste constamment en contact avec la partie mobile 11 du premier contact 1 tout au long dudit déplacement de la première phase. Ledit contact latéral est en particulier un contact solidaire de la partie fixe l' du premier contact 1, par exemple un contact ressort. Ledit déplacement de la première phase est notamment mis en œuvre par le premier dispositif de déplacement comme expliqué pré¬ cédemment .
Une seconde phase, illustrée par la figure 3, comprend la poursuite du déplacement vers l'amont dudit corps de contact 21 au moyen dudit premier dispositif de déplacement, durant laquelle la tête de contact 22 est maintenue en contact avec le premier contact 1, en particulier avec la partie mobile 11 dudit premier contact 1, par le second dispositif de déplace¬ ment configuré pour emmagasiner de l'énergie durant le main¬ tien du contact entre la tête de contact 22 et le premier contact 1. Durant cette seconde phase, la tête de contact 22 passe de la position B rapprochée dudit corps de contact 21 à la position A éloignée dudit corps de contact 21. En particu¬ lier, ladite partie mobile 11 et la tête de contact 22 sont maintenues immobiles et en contact l'une avec l'autre, par exemple par le système de blocage 25 dudit second dispositif de déplacement tel que décrit précédemment, alors que le corps de contact 21 poursuit son déplacement vers l'amont l'éloignant toujours un peu plus dudit premier contact 1. La¬ dite énergie est par exemple une énergie potentielle élas¬ tique résultant de la compression du ressort 261 du système mécanique 26 par le support de contact 23, ledit ressort 261 étant notamment accouplé audit support de contact 23 et audit élément 24 fixé à ladite tête de contact 22. Durant cette se¬ conde phase, et en particulier, les roulettes 252 sont en contact avec et se déplacent sur la première surface SI.
Une troisième phase, illustrée par les figures 4 et 5, com¬ prend la rupture du contact électrique entre la tête de con¬ tact 22 et le premier contact 1, notamment entre la tête de contact 22 et la partie mobile 11 dudit premier contact 1, par déclenchement dudit second dispositif de déplacement au moyen du support de contact 23 fixé audit corps de contact 21, ladite tête de contact 22 passant alors de la position A (cf. Fig. 4) à la position B (cf. Fig. 5), pendant que le corps de contact poursuit son déplacement vers l'amont, i.e. dans une direction s' éloignant dudit premier contact 1. Comme expliqué précédemment, le déclenchement dudit second disposi¬ tif est préférentiellement provoqué par interaction du second dispositif de déplacement avec le support de contact 23 lors du déplacement de ce dernier vers l'amont, ladite interaction provoquant un relâchement subit de ladite énergie et ladite rupture de contact. Ainsi qu'illustré par les figures 4 et 5, durant cette troisième phase et en particulier, les roulettes 252 se déplacent de la première surface SI à la seconde sur¬ face S2 en passant par ladite surface d'interaction S. Ce dé¬ placement sur la surface d' interaction ou autrement dit le passage de la première surface SI à la seconde surface S2 provoque un éloignement radial des roulettes 252 par rapport à l'axe A, cet éloignement radial provoquant lui-même un mou¬ vement, par exemple pivotement, des crochets 251 autour de la rotule 3, i.e. provoquent le changement d'état dudit système de blocage, ce dernier passant du premier état au second état. Le crochets 251 qui, jusqu'alors, maintenait l'élément 24 et la tête de contact immobiles par rapport à la partie fixe 2' du second contact, libère ledit élément 24, autori¬ sant par la même occasion la libération de l'énergie emmaga¬ sinée par le système mécanique, par exemple la détente dudit ressort 261, qui provoque un déplacement dudit élément 24 de l'aval vers l'amont tel que représenté par la flèche f en fi¬ gure 4, et conséquemment , un déplacement de la tête de con¬ tact 22 de la position A à la position B. Une quatrième phase, illustrée par la figure 6, comprend un déplacement vers l'amont de la tête de contact en position B et du corps de contact 23 jusqu'à déconnexion du corps de contact 21 d'un autre contact électrique latéral 27 configuré pour contacter latéralement la partie latérale du corps de contact 21 avec la partie fixe 2' du second contact (2) lors¬ que ce dernier est en position fermée. Le déplacement vers l'amont de la quatrième phase s'achève lorsque le corps de contact 21 est déconnecté électriquement dudit autre contact latéral 27 et se trouve, avec la tête de contact 22, en re- trait à l'intérieur du contact fixe 2' dudit second contact.
Une connexion dudit sectionneur se déroule simplement dans l'ordre inverse, i.e. de la quatrième phase à la première phase, jusqu'à connexion dudit corps de contact 23 avec la partie fixe l' du premier contact. Selon la présente invention, la tête de contact 22 a une forme de champignon, i.e. présente un tronc substantiellement cylindrique configuré pour coulisser dans le corps de contact
21 et être fixé audit élément 24, ledit tronc étant surmonté par un chapeau en forme de demi-sphère ou partie de sphère dont le centre est dirigé vers le tronc, notamment vers l'axe longitudinal central dudit tronc. Le corps de contact 21 est préférentiellement cylindrique, creux autour dudit axe A, afin de permettre un mouvement en translation dudit élément 24 et dudit tronc lors de déplacements selon ledit axe A d'amont en aval. Ledit chapeau recouvre en particulier com¬ plètement l'extrémité dudit corps de contact 21 qui est la plus proche dudit premier contact 1. Dans ce cas, la partie mobile 11 dudit second contact a une forme complémentaire au- dit chapeau, par exemple présente une forme concave. Alterna¬ tivement, le chapeau de ladite tête de contact a une forme concave et ladite partie mobile 11 dudit premier contact 1 a une forme sphérique. Selon un mode préférentiel de réalisa¬ tion, la partie mobile dudit premier contact comprend égale- ment une tête de contact mobile par rapport à un corps de contact, le second dispositif de déplacement étant conçu pour déplacer en sens inverse et simultanément la tête de contact
22 du second contact et la tête de contact dudit premier con¬ tact lors d'une ouverture dudit sectionneur.
Ainsi, la présente invention propose une nouvelle conception d'un sectionneur, pour lequel une partie seulement du contact mobile est mise en mouvement rapide, ce qui présente
l'avantage de réduire fortement l'inertie, et permet
d'atteindre des vitesses d'ouverture beaucoup plus grandes comparé aux techniques existantes, le tout avec peu d'énergie d' accumulation .

Claims

Sectionneur adapté aux hautes tensions, ledit section- neur comprenant :
un premier contact (1);
un second contact (2) comprenant une partie mobile et une partie fixe {2') , ladite partie mobile comprenant un corps de contact (21) et une tête de contact (22) mobile par rapport au corps de contact (21);
un support de contact (23) configuré pour supporter le¬ dit corps de contact (21);
un premier dispositif de déplacement capable de déplacer le corps de contact (21) le long d'un axe A d'une posi¬ tion fermée (F) à une position ouverte (0) , et vice ver¬ sa;
un second dispositif de déplacement, déclenchable au moyen dudit support de contact (23), capable, lors d'un déplacement dudit corps de contact (21) de la position fermée (F) à la position ouverte (0) , de maintenir temporairement la tête de contact (22) en contact avec le¬ dit premier contact (1) tout en emmagasinant de
l'énergie, puis de relâcher subitement ladite énergie emmagasinée afin de déplacer transitoirement ladite tête de contact (22) d'une position A éloignée dudit corps de contact à une position B rapprochée dudit corps de con¬ tact de façon à rompre le contact électrique entre la tête de contact (22) et ledit premier contact (1) caractérisé en ce que ledit corps de contact (21) com¬ prend une partie frontale contre laquelle vient se pla¬ quer la tête de contact (22) en position B rapprochée, ladite partie frontale étant intégralement recouverte par ladite tête de contact (22) lorsque cette dernière est en position B de façon à empêcher un contact frontal entre le premier contact (1) et le corps de contact (21) .
Sectionneur selon la revendication 1, pour lequel ledit corps de contact (21) se termine, aussi bien en position ouverte (0) qu'en position fermée (F), par ladite tête de contact (22) montée mobile à une extrémité dudit corps de contact (21), l'autre extrémité dudit corps de contact (21) étant fixée audit support de contact (23), ce dernier comprenant une première extrémité et une se¬ conde extrémité, ladite première extrémité étant soli¬ daire de ladite autre extrémité dudit corps de contact (21) et ladite seconde extrémité étant éloignée axiale- ment dudit corps de contact (21) .
Sectionneur selon la revendication 2, pour lequel ledit second dispositif de déplacement comprend un élément (24) fixé à la tête de contact (22) et s'étendant selon ledit axe A au moins jusqu'à ladite seconde extrémité dudit support de contact (23) .
Sectionneur selon une des revendications 1 à 3, pour le¬ quel la tête de contact (22) est fixée de manière à être coulissante par rapport au corps de contact (21) .
Sectionneur selon une des revendications 1 à 4, pour lequel ladite tête de contact (22) a une vitesse V (t) > V(t) lors du déplacement transitoire de ladite position A à ladite position B, ledit déplacement ayant lieu du¬ rant un intervalle de temps [t'1, t'2] compris dans l'intervalle de temps [tl, t2] nécessaire au déplacement dudit corps de contact (21) entre ladite position fermée (F) et ladite position ouverte (0) .
Sectionneur selon la revendication 3, pour lequel ledit second dispositif de déplacement comprend :
ledit élément (24) solidaire de ladite tête de contact (22) de façon à pouvoir mouvoir cette dernière, ledit élément (24) s' étendant d'une extrémité solidaire de la tête de contact (22) à travers le corps de contact (21) et le support de contact (23) jusqu'à une extrémité éloignée axialement de ladite tête de contact (22) et configurée pour coopérer avec un système de blocage ; ledit système de blocage (25) comprenant deux états, respectivement un premier état configuré pour bloquer temporairement un déplacement dudit élément (24) dans une direction axiale (f) selon ledit axe A s' éloignant dudit premier contact (1) et un second état configuré pour autoriser un déplacement dudit élément (24) dans ladite direction axiale ;
un système mécanique (26) couplé audit élément (24) et audit support de contact (23) de façon à emmagasiner la¬ dite énergie pendant le blocage temporaire dudit élément (24) par le système de blocage (25) .
Sectionneur selon une des revendications 1 à 6, pour le¬ quel le support de contact (21) est configuré pour dé¬ clencher le second dispositif de déplacement de la tête de contact (22 ) .
Sectionneur selon la revendication 6, pour lequel le support de contact (23) est configuré pour interagir avec le système de blocage (25) par translation selon ledit axe A, un déplacement du support de contact (23) dans une direction selon ledit axe A s' éloignant du pre- mier contact (1) étant apte à faire passer le système de blocage (25) du premier au second état et un déplacement du support de contact (23) dans une direction selon le¬ dit axe A se rapprochant dudit premier contact (1) étant apte à faire passer le système de blocage (25) du second au premier état.
Sectionneur selon une des revendications 6 à 8, pour le¬ quel une partie du système de blocage (25) est configu¬ rée pour se déplacer sur une surface d'interaction (S) du support de contact (23) de façon à provoquer un éloi- gnement radial de ladite partie par rapport audit axe A.
Sectionneur selon une des revendications 6 à 9, pour le¬ quel le système de blocage (25) comprend un crochet (251) mobile d'une position de blocage à une position de déblocage et vice versa.
Sectionneur selon la revendication 10, pour lequel ledit crochet (251) est muni d'une roulette (252) configurée pour interagir avec une surface d'interaction (S) dudit support de contact (23) .
Sectionneur selon une des revendications 10 ou 11, pour lequel le système de blocage (25) comprend des moyens de rappel configurés pour exercer une force sur ledit cro¬ chet (251) .
Sectionneur selon une des revendications 11 à 12, pour lequel ledit support de contact (23) comprend une pre¬ mière surface (SI) d'appui extérieure pour ladite rou¬ lette (252), ladite surface d'interaction (S) joignant ladite première surface (SI) en décrivant un biais par rapport à ladite première surface (SI) . Sectionneur selon une des revendications 1 à 12, pour lequel seule la tête de contact (22) fait face audit premier contact (1) quel que soit la position du corps de contact (21) de sorte qu'une vue de face du corps de contact (21) équipé de la tête de contact montée mobile sur ce dernier fait uniquement apparaître la tête de contact (22 ) .
Méthode de déconnexion d'un premier appareillage élec¬ trique d'un second appareillage électrique au moyen d'un sectionneur auxquels ils sont connectés, ledit section¬ neur comprenant un premier contact (1) connecté au pre¬ mier appareillage électrique et comprenant une partie mobile (11) et une partie fixe (1'), un second contact
(2) connecté au second appareillage électrique et com¬ prenant une partie mobile et une partie fixe (2'), un premier dispositif de déplacement capable de déplacer la partie mobile dudit second contact d'une position avale, à laquelle elle est en contact avec ledit premier con¬ tact (1) à une position amont, à laquelle la partie mo¬ bile (11) du premier contact (1) et la partie mobile du second contact (2) sont déconnectées l'une de l'autre, et vice versa, ladite partie mobile du second contact
(2) comprenant un corps de contact (21) et une tête de contact (22), la méthode selon l'invention comprenant chronologiquement les étapes suivantes lors de la décon¬ nexion du premier appareillage électrique du second ap¬ pareillage électrique:
- un déplacement simultané vers l'amont de la partie mobile (11) dudit premier contact (1) et de la partie mobile du second contact (2) au moyen d'un premier dispositif de déplacement, la tête de contact (22) restant constamment en contact avec la partie mobile (11) du premier contact (1) lors dudit déplacement;
- une poursuite du déplacement vers l'amont dudit corps de contact (21), durant lequel la tête de contact (22) est maintenue en contact avec le premier contact
(1) par un second dispositif de déplacement configuré pour emmagasiner de l'énergie durant le maintien du contact entre la tête de contact (22) et le premier contact ( 1 ) ;
- une rupture du contact électrique entre la tête de contact (22) et le premier contact (1) par déclenche¬ ment dudit second dispositif de déplacement au moyen d'un support de contact (23) fixé audit corps de con¬ tact (21), le déclenchement dudit second dispositif étant provoqué par un déplacement vers l'amont dudit support de contact (23) configuré pour provoquer une interaction avec le second dispositif de déplacement;
- un déplacement vers l'amont de la tête de contact en une position plaquée contre le corps de contact (21) et une poursuite du déplacement vers l'amont de la¬ dite partie mobile dudit second contact (2) jusqu'à déconnexion dudit premier appareillage électrique du¬ dit second appareillage électrique
caractérisée en ce que ledit corps de contact (21) com- prend une partie frontale contre laquelle vient se pla¬ quer la tête de contact (22) en position B rapprochée, ladite partie frontale étant intégralement recouverte par ladite tête de contact (22) lorsque cette dernière est en position B de façon à empêcher un contact fron- tal entre le premier contact (1) et le corps de contact
(21) .
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