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"Disjoncteur de haute tension" objet de l'invention
La présente invention se rapporte à un disjoncteur de haute tension à gaz, comportant des chambres d'extinction similaires au genre présentant un piston de compression, agissant cependant suivant un principe mixte d'interruption de l'arc, soit par simple compression soit par soufflage automatique par expansion thermique, et, dans des cas limites, dans les plages d'action de l'un et l'autre principes, en combinant les deux. Dans la plage des courants de court-circuit faibles à moyens, le disjoncteur, objet de l'invention, agit suivant le principe d'un piston de compression simple.
Dans la plage des courants de court-circuit moyens à élevés, il agit suivant le principe du soufflage automatique par expansion thermique, en bloquant automatiquement pendant le fonctionnement de déconnexion les contacts mobiles de ses chambres d'extinction, au moyen d'un mécanisme approprié, en formant un volume fixe, momentané là-dedans jusqu'à l'interruption de l'arc, adapté au fonctionnement de ce principe, ces caractéristiques de structure ayant été conçues afin de réaliser pour cela une exécution fonctionnelle optimale, spécialement au cours du fonctionnement de déconnexion et face à des courants de court-circuit inhérents à cela, et tout cela avec un niveau d'énergie remarquablement bas dans le mécanisme de commande utilisé pour son actionnement et avec une puissance d'extinction élevée pour des courants de court-circuit élevés,
en étant de plus avantageux en ce que dans la plage d'actionnement le principe du soufflage automatique par expansion
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thermique, la compression préalable produite par l'actionnement préalable de type de type à piston à compression simple permet que soit nettement réduite la pression de remplissage du gaz dans les chambres de disjoncteur en question, en ce qui concerne les pressions de remplissage nécessaires dans des disjoncteurs travaillant seulement suivant le principe du soufflage automatique par expansion thermique ou travaillant suivant le principe du soufflage automatique par expansion thermique avec un volume d'expansion mobile et un piston de compression auxiliaire.
Domaine de l'invention
Il est bien connu que dans le domaine des disjoncteurs de haute tension qui utilisent un gaz comme moyen d'isolation et d'extinction d'arc, trois solutions distinctes ont été utilisées jusqu'à ce jour, c'est-àdire un piston de compression simple usuellement dénommé "puffer", un soufflage automatique par expansion thermique usuellement désigné par"self blast"et un soufflage automatique par expansion thermique avec piston de compression auxiliaire.
Le système à"puffer", le plus largement utilisé aujourd'hui pour des tensions moyennes et hautes, bien que présentant des avantages importants : concrètement une simplicité tant en ce qui concerne son principe de fonctionnement que sa construction, des matériaux usuels à coût bas avec un comportement bien connu en ce qui concerne le vieillissement, des grandes efficacité et régularité pour éteindre toute la plage de courants de court-circuit, des temps d'arc très courts, amplement les mêmes à tous les niveaux de court-circuit, une faible érosion aux buses et une usure réduite aux contacts d'amorçages d'arc, une capacité de régler automatiquement la pression produite dans le vide, dans des cas d'usure des buses sous une tension extrême accumulée d'amorçages d'arc,
en augmentant automatique-
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ment la vitesse de déconnexion et les basses pressions du gaz isolant utilisé, par exemple de l'hexafluorure de soufre, il présente cependant comme problème fondamental le fait que l'énergie de déconnexion nécessaire augmente directement en proportion de l'augmentation des courants de court-circuit. En fait, des commandes mécaniques, pneumatiques ou hydrauliques robustes, de grande puissance, sont nécessaires pour des courts-circuits très forts, car dans ce principe la pression de réchauffage et d'expansion thermique du gaz dans le volume de compression agit directement sur la commande.
Le système"self blast", avec volume fixe d'expansion, a été utilisé jusqu'à ce jour uniquement pour des tensions moyennes et, bien que son comportement soit très bon pour des courants très petits, qu'il nécessite un niveau d'énergie bas, qu'il a une puissance élevée d'extinction dans les courants de court-circuit maximum et que, en utilisant une bobine pour la rotation de l'arc, ses prestations soient améliorées à des niveaux moyens à bas de l'intensité de court-circuit et une usure des contacts et des buses soit réduite, il n'en a pas moins une large gamme de désavantages qui sont principalement les suivants :
un principe délicat demandant une précision de construction élevée, - des matériaux chers et sophistiqués pour réduire l'érosion des buses et des rainures de communication avec le volume fixe de chauffage et d'expansion, car dans ce principe un balayage et une extinction pour des courants de court-circuits moyens à bas sont très sensibles à l'usure de ces éléments vu que la contribution thermique de l'arc à de tels niveaux est très basse, - faible expérience accumulée du comportement dans le temps des matériaux utilisés,
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temps variables d'arc suivant le niveau du courant de court-circuit, généralement plutôt supérieur à ceux d'avec un piston de compression, pressions de remplissage élevées des chambres d'extinction avec le milieu de soufflage et d'iso- lation,
ce qui signifie qu'ils doivent être dimen- sionnés de façon robuste, risque que les parois du récipient fixe de chauffage et d'expansion soient métallisées pendant une coupure du niveau moyen à élevé des courants de court-circuit, étant donné que le volume d'expansion doit être plutôt petit, et delà, le niveau d'isole- ment sous des contraintes accumulées d'arc peut être réduit, coût accru du principe dans le cas d'utilisation d'une bobine de rotation de l'arc, et problèmes accumulés en raison des difficultés que la commuta- tion du courant de circuit vers la bobine comporte, finalement et par rapport à un soufflage automatique par expansion thermique avec volume mobile et piston auxiliaire de compression, ce système procure un comportement amélioré aux niveaux de courts-circuits bas à moyens, par rapport au principe d'un simple soufflage automatique,
en utilisant un piston auxiliaire de compression pour le soufflage de cette plage de courants et pour l'élimination de problèmes diélectriques possibles par métallisation des parois isolantes en raison de dépôts ou de vapeurs métalli- ques projetées, mais cela pose cependant un grand nombre de problèmes qui à leurs tours comprennent réellement ce qui suit :
la masse mobile est fortement augmentée, il y a deux volumes séparés, un d'expansion thermi- que, et un autre de compression, des vannes de surpression avec un calibrage précis sont introduites de sorte qu'à des niveaux élevés de
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court-circuit avec des augmentations rapides de pression dans le volume d'expansion thermique, la pression qui prend naissance dans le volume de compression est évacuée au travers d'elles vers la sortie, pour la raison ci-dessus, augmentation de l'énergie de commande nécessaire, un coût accru en raison du piston et du volume de compression auxiliaire, plus les vannes de surpres- sion des trois chambres, et des temps d'amorçage d'arc dépassant ceux du système à"puffer".
Description de l'invention
Le disjoncteur de haute tension, objet de l'invention, comporte tous les avantages d'un disjoncteur usuel du type"puffer", dans la plage des courants de court-circuit bas à moyens, en fonctionnant dans ce domaine suivant ce principe, d'où les problèmes des autres principes précités sont éliminés dans cette plage de courants.
A partir de la plage de courants de courtcircuit moyens à élevés dans laquelle un"puffer" commence à subir des difficultés (augmentation de l'énergie nécessaire pour la déconnexion en produisant, par réchauffage et expansion thermique du gaz, des pressions élevées dans le volume de compression), avant l'action d'un courant de court-circuit critique il bloque automatiquement les contacts mobiles des chambres, empêchant leur mouvement de retour, et il y détermine simultanément pendant la période de blocage automatique un volume fixe approprié de sorte que le disjoncteur qui a fonctionné jusqu'alors en tant que "puffer"usuel commence automatiquement à fonctionner par soufflage automatique par expansion thermique du gaz
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contenu dans les mêmes volumes,
c'est-à-dire en tant qu'un"self blast"jusqu'à ce que l'extinction d'arc
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soit achevée, avec les avantages caractéristiques de ce principe dans cette plage de courants de court-circuit.
Immédiatement après une extinction d'arc et l'évacuation conséquente de la pression restante du volume d'expansion, les contacts mobiles sont automatiquement débloqués, à la fin de la cause qui a produit cela, et la course complète de déconnexion du disjoncteur est achevée.
Comme décrit ci-dessus, le disjoncteur en question combine les avantages des deux principes de fonctionnement, à savoir du"puffer"et du"self blast", sans présenter aucun de leurs désavantages, bien plus en offrant l'avantage que dans le domaine de fonctionnement en"self blast", la compression préalable due à l'actionnement ci-dessus du type"puffer"permet que la pression de remplissage du gaz dans les chambres du disjoncteur soit significativement réduite par rapport aux pressions de remplissage nécessaires dans des disjoncteurs ne fonctionnant que suivant le principe du "self blast"ou fonctionnant suivant le principe de "self blast"avec un volume d'expansion mobile et un piston de compression auxiliaire.
Suivant les caractéristiques de l'invention, les contacts mobiles du disjoncteur, en plus des ressorts usuels de connexion et de déconnexion et d'autres éléments auxiliaires, ont été prévus pour comporter un dispositif d'enclenchement de blocage automatique de sorte que, dès que le contact mobile a amorcé le mouvement de déconnexion, il ne peut revenir en aucun cas à un point quelconque du fonctionnement dans lequel ceci tend à avoir lieu.
Plus spécifiquement, le disjoncteur a une structure comme un disjoncteur du type"puffer", c'est- à-dire qu'il est muni d'une chambre d'extinction dans laquelle est prévue une membrane traversée par le contact mobile et qui détermine une chambre avec la
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configuration d'un cylindre de guidage dans lequel joue le piston de compression, traversé également par le contact mobile et encadré par une buse qui se déplace conjointement au piston et au contact mobile pour entourer le contact fixe, mais à l'exception que les contacts mobiles susdits, et comme mentionné ci-dessus, sont adjoints à un dispositif d'enclenchement de blocage automatique qui détermine, aussi comme mentionné cidessus, que lorsque la force correspondant à la pression produite dans les chambres par le réchauffage (expansion thermique)
est supérieure à la force instantanée communiquée par le ressort d'ouverture, le contact mobile est automatiquement bloqué par ledit dispositif d'enclenchement de blocage automatique, le contact mobile étant maintenu fixe et le disjoncteur agissant maintenant comme un disjoncteur usuel du type"self blast", cette situation étant maintenue jusqu'à ce que l'arc soit éteint, la pression de balayage résiduelle étant immédiatement évacuée lorsque le contact mobile achève sa course de déconnexion, au moyen de l'énergie laissée dans le ressort d'ouverture (de déconnexion).
Plus spécifiquement, et afin de réaliser ce qui précède, le disjoncteur en question ici a une structure basée sur un mécanisme de commande mécanique basé sur un arbre de charge et sur un arbre de sortie raccordés l'un à l'autre par une came et par un levier de transmission, l'arbre de charge étant commandé par l'action de tout élément de commande approprié 1 par exemple un ensemble à moteur et à réducteur ou une manivelle, agissant sur l'arbre par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entraînement d'accouplement appropriée, pour bander le ressort de fermeture (de connexion).
outre la came sur laquelle agit le ressort de fermeture, l'arbre de charge est aussi équipé d'une pièce, d'un cliquet chargé de coordonner la position d'un ou de plusieurs dispositifs d'arrêt munis de
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ressorts antagonistes de sorte que, pendant l'opération de fermeture qui comporte le bandage automatique du ressort de déconnexion, les ressorts permettent que l'arbre de sortie tourne librement et, delà, que les contacts mobiles des chambres d'extinction se déplacent dans une direction, libérant à cette fin les gradins multiples de la came de blocage automatique fixée sur l'arbre de sortie et adjointe à une transmission qui met en rapport les contacts mobiles et le ressort d'ouverture.
Pendant une opération d'ouverture dans laquelle en conséquence le ressort d'ouverture est désormais en fonctionnement, le cliquet décrit ci-dessus, sans tenir compte de la position dans laquelle il est (ressort de fermeture bandé ou relâché) permet que le mouvement libre du ou des dispositifs d'arrêt sur la came de blocage automatique, en glissant progressivement sur le profil actif de celle-ci par lequel le contact mobile se déplace dans le sens du mouvement d'ouverture, de sorte que dans le cas de la coupure d'un courant de courtcircuit suffisamment élevé qui peut, en raison de la pression produite par cela dans le volume de compression, provoquer une tendance à l'intervention dudit mouvement,
le contact mobile est automatiquement bloqué par le gradin de came de blocage automatique dans lequel l'extrémité active du dispositif d'arrêt ou d'un des dispositifs d'arrêt est à ce moment.
Pour compléter la structure ci-dessus, les contacts fixe et mobile sont logés dans une chambre d'extinction qui peut en principe être déclarée semblable au type"puffer", qui a une membrane traversée par le contact mobile, un cylindre de guidage adjoint à ladite membrane, un piston qui coulisse à l'intérieur du cylindre de guidage et un buse adjointe à son tour au piston précité.
Suivant cette structure et comme mentionné ci-dessus, avec des courants de court-circuit moyens à
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élevés par lesquels une pression pourrait être produite dans un fonctionnement de déconnexion, par réchauffage et par expansion thermique du gaz, pouvant surmonter la tension du ressort d'ouverture, le contact mobile serait automatiquement bloqué par le mécanisme de blocage automatique et le disjoncteur qui aurait fonctionné jusque là comme un"puffer"fonctionnerait maintenant comme un "self blast", c'est-à-dire par un soufflage automatique par expansion thermique jusqu'à ce que l'arc soit éteint, en déterminant par l'action dudit mécanisme un volume prédéterminé dans la chambre de compression ou, en d'autres mots, avec la solution la plus idéale pour ces courants de court-circuit moyens à élevés.
Suivant une autre forme de réalisation plus simple de l'invention, le disjoncteur de haute tension est fondamentalement agencé à partir d'un mécanisme de commande mécanique qui a un arbre unique de manoeuvre du disjoncteur et un accumulateur d'énergie soit mécanique comprenant un ressort ou un ensemble de ressorts soit un ressort spiralé dûment adapté soit tout autre genre d'accumulateur d'énergie (hydraulique, hydropneumatique, etc. ) pouvant stocker l'énergie nécessaire pour les différents cycles de manoeuvre du disjoncteur.
L'arbre de commande est muni de deux blocs d'éléments, le premier étant destiné à charger l'accumulateur d'énergie et le second comprenant les éléments d'enclenchement et de libération du disjoncteur, ces blocs combinés avec le mécanisme de blocage automatique, travaillant lorsque cela est approprié, pour la manoeuvre de déconnexion. Ces deux blocs d'éléments sont reliés l'un à l'autre au moyen d'un accouplement approprié qui les découple l'un de l'autre lorsque l'accumulateur d'énergie est en cours de charge et qui les solidarise pendant une manoeuvre ou des cycles de manoeuvre du disjoncteur.
L'arbre est en outre muni d'un levier qui lui est solidaire (en variante d'autres
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éléments comme des cames) et qui est en liaison par l'intermédiaire d'une transmission ou d'autres moyens de transmission avec les contacts mobiles de la chambre.
Le bloc de charge comporte essentiellement une came qui tourne sur l'arbre de commande et sur laquelle est enroulée une transmission flexible agissant pendant la charge et la décharge de l'accumulateur d'énergie ou d'un système approprié au cas où tout autre genre d'accumulateur d'énergie est appliqué, un système d'accouplement radial à un sens, par exemple une roue libre, d'une autre forme dénommée accouplement de marche libre, adjoint à une couronne dentée destinée à charger l'accumulateur d'énergie par des moyens externes, automatiquement au moyen d'un ensemble à motoréducteur ou manuellement au moyen d'une manivelle, et un demiaccouplement axial aussi à un sens, fonctionnant dans un sens opposé au précédent et mettant en liaison ce bloc et le bloc d'enclenchement, de libération et de blocage automatique, tel que mentionné ci-dessus.
Le bloc d'enclenchement, de libération et de blocage automatique est fixé à l'arbre de commande, dans le sens de rotation, au moyen d'un accouplement appro- prié (clavette, moletage, etc. ), peut être déplacé librement axialement et présente un demi-accouplement axial à un sens destiné à son accouplement avec le bloc de charge pendant le manoeuvre du disjoncteur, pour cela et dans la direction du bloc de charge il est sollicité en permanence par un élément élastique. Ce bloc est en outre muni d'un came de retenue qui présente deux gradins formés d'une pièce avec elle et est adjointe à un mécanisme d'enclenchement et de libération pour commander la manoeuvre du disjoncteur par des moyens externes et usuels.
Sur son diamètre externe et sur l'arc de rotation correspondant à l'opération d'ouverture, le corps de ce bloc est muni de gradins ou de dents multiples adjoints à un ou des dispositifs d'arrêt
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sollicités par des ressorts antagonistes ou autrement par la force de la gravité, formant par leur association un mécanisme de blocage automatique qui empêche automatiquement tout mouvement en arrière à l'encontre du sens de rotation de l'arbre dans la manoeuvre d'ouverture et, par suite toute tendance d'inversion du mouvement des contacts mobiles des chambres.
Les demi-accouplements axiaux ci-dessus, qui associent le bloc de charge et le bloc de retenue, et l'élément élastique précité, peuvent être remplacés par un autre élément (par exemple une autre roue libre) ou par des éléments dûment agencés qui remplissent une telle fonction, et dans ce cas, l'arbre de commande du disjoncteur pourrait être directement solidaire du bloc d'enclenchement, de libération et de blocage automatique.
Ainsi, et dans le cas d'un courant de courtcircuit critique suffisamment élevé et pouvant provoquer, en raison de la pression produite par cela dans le volume de compression, une tendance à inverser ledit mouvement, le contact mobile serait automatiquement bloqué par le gradin, du mécanisme à blocage automatique, positionné à ce moment à l'extrémité active d'un dispositif d'arrêt ou d'un des dispositifs d'arrêt.
Pour compléter la structure ci-dessus, les contacts fixe et mobile sont logés dans une chambre d'extinction qui pourrait en principe être dite ressembler au type"puffer"qui a une membrane traversée par le contact mobile, un cylindre de guidage adjoint à la membrane, un piston de compression coulissant dans le cylindre de guidage, et une buse adjointe à son tour au piston.
Suivant cette structure et comme mentionné ci-dessus, dans le cas de courants de court-circuit moyens à élevés, par lesquels pourrait être produite dans une opération d'ouverture, par réchauffage et par
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expansion thermique du gaz, une pression pouvant surmonter la force instantanée fournie par l'accumulateur d'énergie, les contacts mobiles seraient automatiquement bloqués par le mécanisme de blocage automatique et le disjoncteur qui aurait travaillé jusque là comme un "puffer"travaillerait maintenant comme un"self blast", c'est-à-dire au moyen d'un soufflage automatique par expansion thermique jusqu'à produire l'interruption (l'extinction) de l'arc, lorsque l'actionnement susdit du mécanisme détermine un volume prédéterminé dans la chambre de compression,
c'est-à-dire avec la solution la plus idéale pour ces courants de court-circuit moyens à élevés.
Pour compléter l'accumulateur d'énergie, suivant l'objet des caractéristiques que le disjoncteur doit rencontrer, plus spécifiquement l'utilisation d'autres ressorts est aussi prévue pour compléter le fonctionnement du disjoncteur, soit dans la manoeuvre d'ouverture en tant que ressort d'accélération soit pour obtenir une balance équilibrée des énergies entre celles nécessaires pour la fermeture et pour l'ouverture, ces ressorts étant montés par exemple dans les pôles réels ou les chambres du disjoncteur, en supportant bien l'accumulateur d'énergie pour la manoeuvre de fermeture.
Finalement et suivant une autre forme de réalisation pratique de l'invention, les moyens de blocage automatique du contact mobile comprennent un mécanisme mécanique et pneumatique qui, en plus d'être directement monté dans les chambres d'extinction du disjoncteur est actionné automatiquement dans la manoeuvre d'ouverture par les augmentations de pression dans les volumes de compression et par leur expansion thermique et qui permet, quant c'est approprié, le soufflage et l'interruption de l'arc par le principe mélangé de la compression et du soufflage automatique par expansion thermique du gaz isolant.
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Le mécanisme de blocage automatique monté directement dans la chambre d'extinction comporte essentiellement une ou plusieurs unités formées par un piston pneumatique actionné directement par l'augmentation de pression dans le volume de compression par l'intermédiaire d'un orifice de passage de gaz, un dispositif d'arrêt pivotant autour de son arbre, un ressort antagoniste agissant en permanence à l'encontre du piston pneumatique et des gradins ou denture multiples qui sont agencés commodément sur le tube de guidage du contact mobile et sur lesquels agissent, lorsque c'est approprié, les dispositifs d'arrêt de ou des unités susdites. A l'exception des gradins multiples, les autres éléments peuvent être situés dans la plaque de base de la chambre d'extinction.
Le mécanisme de blocage automatique en question, lorsqu'il est actionné par l'augmentation de pression dans le volume de compression (pression pneumatique supérieure à la force du ressort antagoniste), empêche toute tendance d'inversion du mouvement des contacts mobiles des chambres pendant l'opération d'ouverture lorsque l'extrémité active du ou d'un des dispositifs d'arrêt est automatiquement enclenchée dans le gradin correspondant des multiples gradins du tube de guidage, au moment précis auquel une telle tendance commence, et par cela la puissance de la commande de la manoeuvre du disjoncteur est réduite avec succès pratiquement à celle qui est nécessaire pour accélérer les masses mobiles et pour obtenir les vitesses de fonctionnement précises.
Au cas où cette tendance ne se produit pas (courants de court-circuit moyens à bas), l'extrémité active du ou des dispositifs d'arrêt glisse librement sur le profil à gradins multiples pendant l'opération d'ouverture (de déconnexion).
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La valeur de la surpression dans le volume de compression, pour le dimensionnement et l'actionnement du mécanisme de blocage automatique, peut être choisie parmi celles qui sont produites par le mouvement à vide des contacts mobiles dans l'opération d'ouverture et celles qui sont considérées comme appropriées et qui sont produites à partir d'un niveau donné du courant de court-circuit.
Pendant l'opération de fermeture, le mécanisme susdit reste inopérant, en permettant que les contacts mobiles se déplacent librement dans cette opération à condition que pendant celle-ci il n'y ait pas d'augmentation de pression dans le volume de compression des chambres d'extinction et, delà, que le mécanisme de blocage automatique ne soit pas activé.
Suivant cette structure et comme mentionné ci-dessus, dans le cas de courants de court-circuit critiques moyens à élevés par lesquels pourraient être produites dans une opération d'ouverture, dans les volumes de compression des chambres d'extinction par réchauffage et expansion thermique du gaz isolant utilisé, des pressions qui peuvent surmonter la tension ou force instantanée fournie par la commande du disjoncteur, les contacts mobiles seraient automatiquement bloqués par le mécanisme de blocage automatique et le disjoncteur qui aurait fonctionné jusque là comme un "puffer"fonctionnerait maintenant comme un"self blast", c'est-à-dire par soufflage automatique par expansion thermique,
en d'autres mots avec la solution la plus idéale pour ces cas lorsque l'actionnement du mécanisme détermine dans les chambres de compression un volume fixe prédéterminé qui y est transitoire jusqu'à l'interruption d'arc.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent,
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à titre d'exemples non limitatifs, une forme de réalisation particulière du disjoncteur suivant l'invention.
Description des dessins
La figure 1 est une vue schématique d'un disjoncteur de haute tension réalisé suivant l'objet de la présente invention et qui apparaît en position déconnectée, avec les ressorts de fermeture (7) et d'ouverture (6) relâchés.
La figure 2 montre un détail partiel de la figure précédente, correspondant en ce cas à la position du disjoncteur fermé et avec le ressort d'ouverture (6) tendu pendant l'opération de fermeture et de maintenu dans le mécanisme d'enclenchement d'ouverture et de libération (26) d'ouverture du disjoncteur.
La figure 3 montre finalement l'ensemble de la figure 2 dans une position intermédiaire de maintien dans laquelle le disjoncteur ne fonctionne plus comme un "puffer"et commence à agir comme un"self blast"par sollicitation d'une intensité critique de court-circuit dans la gamme moyenne à élevée, en agissant par le principe objet de cette invention.
La figure 4 montre les gammes des courbes possibles du mouvement de déconnexion sous des courants de court-circuit élevés et les augmentations de pression produites par ceux-ci dans le volume de compression et d'expansion thermique du gaz.
Courbe l : où la course totale est supérieure au domaine de retenue du mécanisme de blocage automatique.
Courbe II : où la course totale rencontre le premier gradin de retenue de la came de blocage automatique (5).
Courbe III : où la course totale rencontre le dernier gradin de retenue de la came de blocage automatique (5).
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La distance "C" détermine la distance optimale minimale d'interruption et d'isolation à partir de la séparation des contacts.
Les figures 5 et 6 montrent deux variantes de plaque déflectrice, la plaque déflectrice étant montée dans la chambre au lieu d'être solidaire du contact mobile.
La figure 7 est un graphique correspondant à une courbe caractéristique (TTR en fonction de Icc) du disjoncteur objet de la présente invention : la courbe A montrant son avantage en comparaison de deux disjoncteurs usuels du même niveau d'énergie pour leurs commandes respectives, avec les principes de fonctionnement du type"puffer"à la courbe B et du type"self blast"à la courbe C.
La figure 8 est une vue schématique d'un disjoncteur automatique de haute tension muni du dispositif précité d'enclenchement à blocage automatique constituant le fondement essentiel de l'invention, pour réaliser le principe mélangé d'interruption par simple compression et par soufflage automatique par expansion thermique.
La figure 9 est un graphique correspondant à une courbe caractéristique (TTR en fonction de Icc) du disjoncteur de la figure ci-dessus : la courbe A montrant ses avantages en comparaison de deux disjoncteurs usuels avec le même niveau d'énergie pour leurs commandes respectives, avec les principes de fonctionnement du type"puffer"à la courbe B et du type"self blast"à la courbe C.
La figure 10 est une vue schématique d'un disjoncteur de haute tension réalisé suivant la variante dans laquelle ce dernier est équipé d'un unique arbre de commande (de manoeuvre), dans le mécanisme de commande du disjoncteur qui est dans la position fermée et, dans ce cas, avec un accumulateur d'énergie à ressort bandé
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et retenu dans le mécanisme d'enclenchement et de libération du disjoncteur.
La figure 11 montre l'ensemble de la figure 10 pendant une opération d'ouverture, dans une position de blocage automatique intermédiaire dans laquelle, par sollicitation d'une intensité de court-circuit critique de la gamme moyenne à élevée, le disjoncteur abandonne l'actionnement comme"puffer"pour commencer à agir en tant que"self blast", agissant suivant le principe objet de la présente invention.
La figure 12 montre l'ensemble de la figure ci-dessus en étant dans ce cas dans la position d'ouverture du disjoncteur avec l'accumulateur d'énergie bandé et retenu dans le mécanisme d'enclenchement et de libération du disjoncteur.
La figure 13 montre les gammes des courbes possibles du mouvement d'ouverture sous des courants de court-circuit, en particulier sous des courants de court-circuit élevés, et les augmentations de pression produites par cela dans le volume de compression et l'expansion thermique de gaz, suivant une situation donnée du moment où les contacts des chambres d'extinction sont séparés pour des courants symétriques ou asymétriques. La distance "c" détermine la distance optimale minimale d'extinction de l'arc à partir de la séparation des contacts. L'angle ss correspond à la course du contact mobile jusqu'au premier gradin de retenue et l'angle z correspond à la zone de position des gradins pour le blocage automatique des contacts mobiles.
Les figures 14 et 15 montrent deux variantes de chambre d'extinction dans lesquelles la plaque déflectrice est montée dans la chambre au lieu d'être solidaire du contact mobile.
La figure 16 est un graphique montrant une courbe caractéristique (TTR en fonction de Icc) du
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disjoncteur objet de la présente invention : la courbe A montrant ses avantages en comparaison de deux disjoncteurs usuels du même niveau d'énergie de leurs commandes respectives, avec les principes de fonctionnement du type"puffer"à la courbe B et"self blast"à la courbe C.
La figure 17 montre une vue schématique d'une chambre d'extinction d'un disjoncteur de haute tension réalisé suivant l'objet de la présente invention et qui est dans la position du disjoncteur fermé et avec le mécanisme de blocage automatique au repos (inactif).
La figure 18 montre l'ensemble de la figure 17 pendant une opération d'ouverture, dans une position de blocage automatique intermédiaire dans laquelle par sollicitation d'une intensité de court-circuit critique de la gamme moyenne à élevée, le disjoncteur cesse d'agir en tant que"puffer"pour commencer à agir en tant que"self blast"suivant le principe préconisé dans la présente invention. Ce mécanisme de blocage automatique est commandé par l'augmentation de pression dans le volume de compression (306).
La figure 19 montre l'ensemble de la figure ci-dessus, dans ce cas conformément à la position d'ouverture du disjoncteur, le mécanisme de blocage automatique étant au repos.
La figure 20 montre les gammes de courbes possibles pour le mouvement de déconnexion sous des courants de court-circuit, en particulier sous des courants de court-circuit élevés, et les augmentations de pression produites par cela dans le volume de compression et d'expansion thermique du gaz, suivant une situation donnée du moment auquel les contacts de la chambre d'extinction se séparent par des courants symétriques ou asymétriques.
La distance "C" détermine la distance optimale minimale d'extinction et d'isolation entre les
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contacts fixe et mobile à partir de la séparation des contacts.
La figure 21 est un graphique correspondant à une courbe caractéristique (TTR en fonction de Icc) du disjoncteur objet de la présente invention : la courbe A montrant ses avantages en comparaison à deux disjoncteurs usuels du même niveau d'énergie de leurs commandes respectives, avec les principes de fonctionnement du
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type"puffer"à la courbe B et"self blast"à la courbe C.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Formes préférées de réalisation de l'invention suivant le principe général de réalisation auquel se réfèrent les figures 8 et 9, le disjoncteur automatique est construit avec un contact mobile 101 et un contact fixe 102, le premier étant assisté par exemple par un ressort de fermeture 103 et par un ressort d'ouverture 104 ou par un autre mécanisme quelconque de commande du disjoncteur, montrés complètement schématiquement à la figure 8, et en outre comme dans un disjoncteur usuel du type"puffer"avec une chambre d'extinction 105, une membrane 106, un cylindre de guidage 107, un piston de compression 108 et une plaque déflectrice 109 adjointe au contact mobile 101, et une buse 110,
le disjoncteur étant essentiellement caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif 111 d'enclenchement de blocage automatique convenablement adjoint au contact mobile 101 afin que ce dispositif 111 détermine que, dès que l'opération de déconnexion a commencé sous un courant de court-circuit élevé, par l'effet thermique de celui-ci il est produit dans les volumes de compression des chambres d'extinction, par réchauffage et par expansion thermique du gaz, une pression excessive qui peut surmonter la tension du ressort
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d'ouverture 104, il ne peut pas se produire un mouvement de retour du contact mobile qui tend à nouveau vers la situation de connexion avec le contact fixe 102.
Dans le cas où cette situation limite a lieu, le dispositif d'enclenchement de blocage automatique 111 détermine automatiquement un blocage du piston de compression 108 par lequel à ce moment est formé un volume prédéterminé entre le cylindre de guidage 107, le contact mobile 101, la chambre 105 et la membrane 106 et par cela le disjoncteur dans son ensemble commence à
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fonctionner'comme un "self blast" à l'efficacité bien connue pour éteindre de grands courants de court-cir- cuit.
L'efficacité d'un disjoncteur automatique de haute tension telle que décrit ci-dessus peut être clairement observée à la figure 9 dans laquelle la courbe B présente les caractéristiques d'un disjoncteur du type"puffer"dont l'efficacité chute pour des valeurs élevées d'intensités de court-circuit comme on peut l'observer par la chute de la courbe représentée, cette zone critique étant motivée par la nécessité d'utiliser des grandes forces ou énergies pour obtenir la déconnexion du disjoncteur lors de sa manoeuvre ;
la courbe C est donnée pour un disjoncteur à soufflage automatique et peut être considérée comme ayant l'effet opposé, c'est-à-dire que la zone critique du disjoncteur se présente à des petites intensités de court-circuit, provoquant des problèmes diélectrique en raison de la contribution thermique insuffisante de l'arc, c'est-àdire que le soufflage et le balayage sont insuffisants ;
la courbe A est présentée pour un disjoncteur réalisé suivant l'objet de l'invention, la gamme de courants de court-circuit moyens à élevés correspondant à la plage de manoeuvre du dispositif d'enclenchement de blocage automatique, et il peut être observé que la courbe A contient les avantages des deux systèmes qui sont
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utilisés couramment, aucune zone critique n'étant présente à des intensités de court-circuit élevées ou basses comme c'est le cas des principes usuels.
La figure 9 est un graphique montrant une courbe caractéristique (TTR en fonction de Icc) du disjoncteur objet de la présente invention, la courbe A montrant ses avantages en comparaison de deux disjoncteurs usuels qui ont le même niveau d'énergie de leurs commandes respectives, avec les principes de fonctionnement du type"puffer"à la courbe B et du type"self blast"à la courbe C, et avec les repères : a, zone optimale du principe de"puffer" ; b, amélioration de comportement du type"self blast"par compression préalable de type"puffer" ; c, zone optimale du principe de"self blast" ; d, zone critique : problèmes diélectriques en raison d'une contribution thermique insuffisante de l'arc (soufflage et balayage insuffisants d'arc) ; e, zone critique : limites dues à la demande accrue d'énergie dans la commande = f (Icc2) ;
f, surface hachurée, zone des améliorations en utilisant l'invention en question ; et g, zone de manoeuvre du mécanisme de blocage automatique en question.
Une forme de réalisation préférée de l'invention est montrée aux figures 1 à 7 qui montrent la forme de réalisation pratique à partir d'un mécanisme de commande de disjoncteur à double arbre.
A la lumière de ces figures et plus particulièrement de la figure 1, il est clair que le disjoncteur de haute tension objet de l'invention, et qui est représenté dans cette figure dans la position d'ouverture et avec les ressorts de fermeture 7 et d'ouverture 6 relâchés, comporte une commande mécanique sur base d'un arbre de charge 1 et d'un arbre de sortie 2.
A l'arbre de charge 1 est convenablement fixé un cliquet 3 qui accompagne l'arbre dans ses mouvements et qui agit sur le dispositif d'arrêt 4 en soulevant ce dernier,
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immédiatement au commencement de l'opération de connexion, à partir d'une amplitude r du rayon de la came 5 de blocage automatique, fixée à son tour sur l'arbre de sortie 2, jusqu'à une amplitude supérieure au rayon R de la même came 5 afin de franchir les gradins 24 de la même came, le dispositif d'arrêt 4 étant conçu pour agir ou non, pendant l'opération de déconnexion, sur la came 5 de blocage automatique en fonction de ce qu'il apparaît ou non pendant cette opération des courants de court-circuit critiques.
, La came de blocage automatique 5 qui, comme mentionné ci-dessus, est solidaire de l'arbre de sortie 2 est adjointe par son extrémité opposée à l'extrémité de commande du dispositif d'arrêt 4, à une transmission 16 reliant le contact mobile 17 au ressort d'ouverture 6, et à un dispositif d'enclenchement et de libération 26 avec lequel la came forme une pièce.
Le contact mobile 17, muni en variante d'une plaque déflectrice 18 couplée à ce dernier, coulisse à l'intérieur d'une chambre d'extinction 15 dans laquelle est installée une membrane 22. Le contact mobile comporte un piston 20 qui agit dans un cylindre de guidage 21 constituant une sorte de douille pour le déplacement du piston de compression 20 et dont de son côté est solidaire la buse 19 à travers laquelle le contact fixe 23 pénètre lorsque le contact mobile 17 s'approche de ce dernier dans l'opération de fermeture.
Le disjoncteur est aussi muni, comme mentionné ci-dessus et comme usuellement, d'un ressort de fermeture 7 et d'un ressort d'ouverture 6, un troisième ressort 8 étant prévu et tendant à provoquer le pivotement du dispositif d'arrêt 4 contre la came de blocage automatique 5 et contre lequel le cliquet 3 agit de façon coordonnée. Le ressort de fermeture 7 agit à son tour sur une came 9 dont les mouvements sont montrés par les flèches reliées et qui ont été représentées à la
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figure 1 sous la forme de lignes continues à l'état relâché du ressort 7 et par des lignes interrompues dans l'état bandé de ces derniers, position de démarrage pour une opération de bandage de celui-ci.
La came 9 transmet par un levier de transmission 10 le mouvement de rotation de l'arbre de charge 1 à l'arbre de sortie 2 pendant l'opération de fermeture. On peut voir que le ressort de fermeture 7, pendant l'opération de bandage de celui-ci, passe par le point mort supérieur lorsqu'il est positionné par la came 9 et par l'arbre 1, pour être retenu après dans cette position par l'action d'éléments d'enclenchement usuels qui, une fois débloqués par des moyens externes, permettent à la came d'agir sur le levier 10 et à ce dernier sur l'arbre 2 et d'exécuter ainsi l'opération de fermeture pendant laquelle le ressort d'ouverture 6 est automatiquement bandé et est retenu dans cet état par le dispositif 26, figure 2, à l'achèvement de l'opération de fermeture.
Comme il est aussi usuel, une action sur l'arbre de charge 1 pour bander le ressort 7 peut avoir lieu manuellement ou par la manivelle 11 ou être automatique avec l'assistance d'un ensemble à motoréducteur 12 et 13 assisté par un mécanisme 14 approprié d'entraînement et d'accouplement.
Le mouvement de rotation de l'arbre 1 pendant l'opération de bandage du ressort de fermeture 7 réalise avec lui la rotation du cliquet 3 à positionner, comme cela est montré en lignes interrompues, à l'achèvement de l'opération de bandage, en restant en position de quasi contact ou actionnement sur le ou les dispositifs d'arrêt 4 afin que, dès que l'arbre 1 a été débloqué pour exécuter une opération de fermeture, à partir de cette position et la came 9 agissant sur le levier 10 et de là commençant la rotation de l'arbre 2 et en conséquence la rotation de la came de blocage automatique 5, le cliquet 3 agit immédiatement sur un
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angle plus petit que l'angle ô de rotation de la came de blocage automatique 5 sur le ou les dispositifs d'arrêt 4,
levant leurs extrémités actives 25 depuis une distance r ou plus petit rayon de la came de blocage automatique 5 jusqu'à une distance supérieure à R, en dépassant par cela sa zone à gradins correspondant à l'angle, afin qu'à l'achèvement du mouvement de fermeture le ou les dispositifs d'arrêt 4 soient libres, leurs extrémités actives 25 reposant à la fin de l'arc délimité par un angle ss du profil de la came de blocage automatique'5, figure 2.
Les trois angles précités de la came de blocage automatique 5, qui correspondent aux arcs d'actionnement du ou des dispositifs d'arrêt 4 et dont le fonctionnement a été décrit pendant l'opération de fermeture avec l'assistance du cliquet 3 aux figures 1 et 2, délimitent aussi des domaines de fonctionnement spécifiques pendant l'opération d'ouverture.
Ainsi, et en partant à partir de la position de fermeture à la figure 2, dès que le mécanisme 26 a reçu une commande de déblocage, commence l'opération d'ouverture pendant laquelle, et à un moment prédéterminé dans la rotation de l'arbre de sortie 2 correspondant à l'angle ss, a lieu la réparation du contact mobile 17 et du contact fixe 23 par l'action du ressort d'ouverture 6 dont l'énergie est dimensionnée de sorte que pendant la course de l'angle a elle soit toujours supérieure à celle qui correspond aux pressions qui pourraient être produites dans le volume de compression par réchauffage et par expansion thermique, dans le cas d'une coupure de courants de court-circuit élevés,
et que par la dimension de la chambre d'extinction 15 il y a des limites dans cette zone pour obtenir une valeur minimum de cette énergie de sorte que l'extrémité active 25 du dispositif d'arrêt 4 arrive avec sécurité au moins au premier gradin de retenue des gradins multiples 24 de la came de blocage
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automatique 5 dans son angle actif, cet angle déterminant la séparation optimale d'interruption et d'isolation entre les contacts 17 et 23.
Dans le cas de courants de court-circuit moyens à bas, le dimensionnement de l'énergie du ressort d'ouverture 6 est suffisant pour réaliser l'opération d'ouverture, l'extrémité active 25 du dispositif d'arrêt 4 glissant librement, avec sécurité et complètement, le long du profil actif de la came de blocage automatique 5, le disjoncteur en question agissant dans cette gamme de courants suivant le principe du piston de compression simple du type"puffer", avec les avantages qui y sont inhérents et décrits ci-dessus.
Retournant à nouveau au cas de courants de court-circuit élevés, et l'extrémité active 25 du dispositif d'arrêt 4 atteignant la zone de gradins multiples 24 de la came de blocage automatique 5, le ou les dispositifs d'arrêt continuent de se déplacer sur les gradins successifs afin que, dans le cas où il y a une tendance d'un retour partiel du contact mobile 17 en raison de fortes augmentations de pressions ultérieures dans le volume de compression de la chambre d'extinction 15, le contact mobile soit bloqué exactement dans la position dans laquelle celui-ci tend à commencer le mouvement de retour, en empêchant ce dernier d'avoir lieu sur une plus ou moins grande mesure, par l'action des éléments 4,5 et 8 et par cela le disjoncteur est en état d'éteindre l'arc par soufflage automatique par expansion thermique,
c'est-à-dire comme s'il était un disjoncteur du type"self blast"vu qu'à ce moment un volume prédéterminé est formé entre les éléments 15,19, 20,21 et 22 de la chambre d'extinction, avec tous les avantages relatifs à son pouvoir élevé de coupure aussi décrit ci-dessus. En particulier, le détail de la figure 3 montre cette possibilité, et plus particulièrement le contact mobile dans la position de blocage automatique.
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A l'interruption de l'arc, la pression dans la chambre de compression et d'expansion thermique diminue rapidement de sorte que l'énergie stockée dans le ressort de connexion 6 lorsque le contact mobile 17 est bloqué automatiquement achève la course complète du contact mobile 17 correspondant à l'angle s du profil de commande de la came de blocage automatique 5.
Le dispositif d'arrêt 4 peut à son tour naturellement comporter un nombre"n"de dispositifs d'arrêt de longueurs différentes afin qu'étant donné un nombre identique"e"de gradins de retenue dans la came de blocage automatique 5, une meilleure précision e/n de positionnement du contact mobile puisse être obtenue. Le nombre de gradins de la came de blocage automatique 5 peut varier, selon les cas, de un jusqu'au nombre requis.
En définitive, le but est que l'ensemble mécanique comprenant les éléments 3,4, 5 et 8 peut être appliqué une fois ou plusieurs fois pour obtenir le degré de robustesse nécessaire pour bloquer les contacts mobiles juste lorsqu'il y a une tendance à inverser le mouvement pendant l'opération d'ouverture.
Les trois premières figures présentent un dispositif d'enclenchement et de libération du disjoncteur, et indiqué par la référence 26, chargé de fixer la position de la came de blocage automatique 5 lorsque le disjoncteur est en position fermée et de retenir au même moment le ressort d'ouverture 6 qui a été bandé par l'action de la came 9 et du levier 10 pendant l'opération de fermeture.
Lorsque le disjoncteur doit s'ouvrir, il est suffisant de libérer ce dispositif d'enclenchement et de libération pour que le ressort d'ouverture remplisse sa mission en commençant l'ouverture et la rotation de la came de blocage automatique 5.
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Le cylindre de guidage 21 est muni d'une saillie en forme de tronc de cône à sa zone de montage de la chambre de sorte qu'un angle a puisse varier de 0 à 900. La distance"D"de ce cylindre de guidage peut aussi être égale à ou supérieure à la course totale du piston 20 couplé au contact mobile 17, figure 2a, ou en variante supérieure à la course d'interruption maximale, correspondant au dernier gradin de retenue prévu dans le sens de déconnexion par combinaison des éléments 4 et 5, mais inférieure à la course totale du contact mobile de sorte que dans le cas où la distance"D"est inférieure à la course totale de ce contact, une évacuation des gaz restant de l'interruption d'arc a lieu instantanément lorsqu'est produit dans le déplacement subséquent, après l'interruption de l'arc,
une zone de sortie entre le piston 20 et la paroi en forme de cône du cylindre de guidage 21, figure 2b.
Il faut noter que le cylindre de guidage 21 qui peut être réalisé en un matériau conducteur ou isolant protège les parois isolantes de la chambre 15, et tout au long de la course de déconnexion, de métallo- sations, de chocs thermiques, etc.
Le déflecteur 18 représenté aux figures 5 et 6 peut aussi être monté en variante fixement dans la chambre 15. D'autre part, le déflecteur tel que montré à la figure 6 peut être évidé afin que les gaz qui le traversent et qui agissent d'un bout à l'autre du volume de l'enceinte délimitée par le piston 20 du contact mobile 17, et le cylindre de guidage 21 et la base à laquelle ce dernier est couplé et qui fait partie de la chambre d'extinction 15 pour réaliser un mélange et un écoulement optimaux du gaz frais, comprimé au préalable, avec les gaz en provenance de la zone d'arc.
Il s'ensuit de la structure décrite cidessus, d'abord que le disjoncteur de haute tension objet de l'invention réunit les avantages des disjonc-
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teurs du type"puffer"et du type"self blast"quoiqu'é- liminant les problèmes de chacun d'eux, offrant une structure extrêmement simple tant en ce qui concerne les moyens de commande que les moyens d'interruption d'arc, en permettant que soient utilisés des matériaux usuels à faible coût et une basse pression dans le milieu isolant et de soufflage.
Il est en conséquence aussi possible de réduire fortement l'énergie nécessaire pour la commande et de là d'obtenir un comportement mécanique amélioré.
Dans le détail supérieur de la figure 2 (figure 2b) on voit les références h et k qui montrent respectivement la course totale du piston et celle maximale de l'interruption d'arc.
Finalement, à la figure 4 sont représentées les courbes de déplacement d'ouverture sous différents courants de court-circuit. La courbe supérieure (figure 4a) montre le déplacement d'ouverture du disjoncteur et la marge de droite de cette courbe représente les trois angles de fonctionnement de la came de blocage automatique 5. Pendant sa course d'ouverture (à partir de la position connectée R) on commence par la zone d'angle ss de la came 5, dans laquelle les contacts se séparent en un point S représenté sur la courbe.
Dans cette zone, l'énergie communiquée par le ressort d'ouverture 6 est dimensionnée de façon à être supérieure à celle provoquée par les pressions produites par compression et réchauffage du gaz qui peut être présent dans le volume de compression, parce que dans cette zone, par le dimensionnement une valeur donnée ne peut pas être dépassée vu que des pointes maximales de surpression ne peuvent pas y apparaître.
En passant à la zone de courbe qui correspond à l'angle 1 où les gradins multiples de la came 5 peuvent être trouvés, dans le cas où il y a un courant de court-circuit critique pour lequel la pression
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produite, comme mentionné ci-dessus, dans le volume de compression pourrait dépasser la valeur instantanée de l'énergie communiquée par le ressort d'ouverture 6 et delà induire l'inversion du mouvement, le mécanisme de blocage automatique décrit ci-dessus commence à travailler.
La distance limitée par l'angle y est la distance optimale de séparation entre les contacts du disjoncteur pour provoquer une interruption d'arc.
Finalement, la zone de courbe qui correspond à l'angle ô de la came de blocage automatique 5 et dans laquelle la pression de la chambre d'extinction est tombée en raison de ce que l'interruption d'arc a eu lieu, le ressort d'ouverture 6 a encore suffisamment d'énergie pour achever complètement la course totale du contact mobile 17, figure 4a courbe I (jusqu'à la position dite déconnectée T).
Il est aussi prévu en variante que la course totale du contact mobile 17 se termine lorsque la course d'ouverture atteint soit l'extrémité de l'angle B soit l'extrémité de l'angle y qui coïncident respectivement avec le premier ou le dernier gradin de retenue de la came de blocage automatique 5, en d'autres mots avec les distances optimales d'interruption et d'isolation, figure 4a courbe II et courbe III respectivement.
Les courbes inférieures de cette figure 4 (figure 4b et 4c) se rapportent à la position ou course des contacts et la première (figure 4b) montre les augmentations de pression obtenues dans le volume de compression sous différents courants de court-circuit, en montrant qu'avec des intensités maximales l'augmentation de pression est très élevée et tombe lorsque la valeur de l'intensité de court-circuit diminue (on trouve à la figure 4b en U le niveau de pression d'actionnement, en V la zone à 100 % de Icc asymétrique, en W la zone à Icc symétrique entre approximativement 60 %
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et 100 % et en X la zone à Icc entre 0 et approximativement 60 %).
Finalement, les courbes sinusoïdales (figure 4c) montrent la position des courants de court-circuit correspondant aux courbes de pression ci-dessus et qui peuvent être présentes dans le disjoncteur jusqu'à l'interruption (Y : niveau des courants de court-circuit Icc).
La figure 7 montre un graphique correspondant à une courbe caractéristique (TTR en fonction de Icc) du disjoncteur objet de la présente invention : la courbe A qui montre ses avantages en comparaison de deux disjoncteurs usuels qui ont le même niveau d'énergie pour leurs commandes respectives avec les principes de fonctionnement du type"puffer"à la courbe B et du type "self blast"à la courbe C, et avec les repères : a, zone optimale du principe de"puffer" ; b, amélioration du comportement"self blast"par compression préalable de type"puffer" ; c, zone optimale du principe de"self blast"; d, zone critique : problèmes diélectriques en raison de la contribution thermique insuffisante de l'arc (soufflage balayage et d'arc insuffisants) ; e, zone critique : limites dues à une demande d'énergie accrue dans la commande = f (Icc2) ;
f, (surface hachu- rée) zones d'améliorations par l'utilisation de l'invention en question ; et g, zone de commande du mécanisme de blocage automatique en question.
Une autre forme de réalisation préférée possible, réalisée à partir d'un mécanisme de commande de disjoncteur à arbre unique est montrée aux figures 10 à 16. A partir de celles-ci et en particulier de la figure 10, on peut voir comment le disjoncteur de haute tension, objet de l'invention, qui dans cette figure est représenté dans la position connectée, avec l'accumulateur d'énergie 202 chargé, comporte une commande
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mécanique basée sur un arbre unique 201 pour actionner le disjoncteur.
Les mouvements de rotation tant du bloc de charge 203, lors de la charge de l'accumulateur d'énergie, que de l'arbre 201, pour actionner le disjoncteur (ouverture, fermeture) sont représentés par les flèches correspondantes"A"pour le premier et"B"pour le second.
L'arbre de commande 201 est dûment pourvu de deux blocs d'éléments dont l'un 203 est destiné à charger l'accumulateur d'énergie 202 et l'autre 204, qui est muni des éléments d'enclenchement et de libération du disjoncteur 204.1, 204.2, 215, associe à son tour ces derniers à un mécanisme de blocage automatique 204.3, 216 qui est activé lorsque c'est approprié, pendant l'opération d'ouverture, si des courants de courtcircuit critiques apparaissent ou non pendant ce fonctionnement.
Lesdits blocs d'éléments, de charge 203 et d'enclenchement, de libération et de blocage automatique 204 du disjoncteur 204 sont reliés l'un à l'autre par un accouplement approprié 205 qui désaccouple ceux-ci pendant une opération de charge de l'accumulateur d'énergie 202 et qui les accouple à son tour par l'in- termédiaire de l'accouplement radial 201.1 à l'arbre de commande 201 pendant la manoeuvre du disjoncteur ou pendant les cycles de manoeuvres du disjoncteur.
L'arbre de commande 201 est équipé d'un levier 206 (en variante, d'autres éléments) qui en est solidaire et qui le relie par l'intermédiaire d'une transmission 207 ou en variante par un système de transmission plus complexe, aux contacts mobiles 208 des chambres d'extinction.
Le contact mobile 208, muni en variante d'un déflecteur 223 qui en est solidaire, coulisse dans une chambre d'extinction 218 dans laquelle est montée une
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membrane 219. Le contact mobile comporte un piston 221 qui agit dans un cylindre de guidage 220 constituant une sorte de chemise pour coulissement dudit piston de compression 221 auquel est accouplé à son tour la buse 222 à travers laquelle le contact fixe 217 pénètre lorsque le contact mobile 208 est déplacé vers le précédent dans l'opération de fermeture.
Le bloc de charge 203 comporte essentiellement une came 203.1 accouplée à un prolongement cylindrique qui tourne sur l'arbre de commande 201 et sur laquelle est enroulée une transmission flexible 209 qui agit pendant la charge ou la décharge de l'accumulateur d'énergie 202, un système d'accouplement radial à un sens 210 adjoint à une couronne dentée 211, ces deux derniers étant destinés à charger l'accumulateur d'énergie par des moyens usuels externes, automatiquement au moyen d'un ensemble à motoréducteur ou manuellement au moyen d'une manivelle et d'un demi-accouplement 205 axial aussi à un sens agissant en sens contraire du précédent 210, reliant ce bloc au bloc d'enclenchement, de libération et de blocage automatique du disjoncteur 204 comme mentionné ci-dessus.
Le bloc d'enclenchement, de libération et de blocage automatique 204 est fixé à l'arbre de commande 201 dans le sens de rotation, au moyen d'un accouplement approprié 201.1, il peut circuler librement dans le sens axial et comporte un demi-accouplement axial à un sens 205 destiné à son accouplement au bloc de charge 203 pendant la manoeuvre du disjoncteur, et à cette fin et en direction du bloc de charge il est sollicité en permanence par un élément élastique 214. Ce bloc comporte aussi une came de retenue à deux gradins 204.1 et 204.2 qui y est accouplée et qui à son tour est adjointe à un mécanisme d'enclenchement et de libération 215 pour commander la manoeuvre du disjoncteur par des moyens usuels externes.
Sur son diamètre externe et sur l'arc
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de rotation correspondant à l'opération de déconnexion le corps de ce bloc est subdivisé en deux angles ss eut 7, avec un gradin au commencement des deux angles, et il comporte des gradins ou des dents multiples sur l'arc correspondant à l'angle y en 204.3 associé à son tour à un ou des dispositifs d'arrêt 216 sollicités par des ressorts antagoniste, de tels éléments formant en association un mécanisme de blocage automatique empêchant automatiquement tout mouvement de retour en sens contraire à la rotation de l'arbre dans l'opération d'ouverture et, delà, toute tendance d'inverser le mouvement des contacts mobiles des chambres pendant leur course maximale d'interruption.
Les angles ss et y cités ci-dessus, du bloc d'enclenchement, de libération et de blocage automatique 204, qui correspondent aux arcs de glissement et de fonctionnement du ou des dispositifs d'arrêt de blocage automatique 216 délimitent des domaines d'actionnement spécifiques pendant l'opération d'ouverture du disjoncteur.
Ainsi, et commençant à partir de la position de fermeture, à la figure 10 dès que le mécanisme 215 a reçu une commande de libération, on commence l'opération d'ouverture pendant laquelle, et à un moment prédéterminé dans la rotation de l'arbre de commande 201 correspondant à l'angle ss, le contact mobile 208 est séparé du contact fixe 217 par l'action de la force fournie par l'accumulateur d'énergie 202 dont l'énergie correspondant à cette opération est dimensionnée de façon que pendant la course de l'angle ss, outre celle nécessaire pour atteindre la vitesse de déconnexion requise, elle est toujours supérieure à celle qui correspond aux pressions qui pourraient être produites dans le volume de compression par réchauffage et par expansion thermique du gaz,
dans le cas d'une coupure de courants de court-circuit élevés, et que par les dimensions de la chambre d'extinction 218 il y a des limites dans cette
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zone pour obtenir une valeur minimum de cette énergie de sorte que l'extrémité active du dispositif d'arrêt du blocage automatique 216 atteigne avec sécurité au moins le premier gradin de retenue des gradins multiples 204.3 du bloc 204 agencé dans l'angle y, ce premier gradin déterminant une course du contact mobile 208 égale ou supérieure à la distance"C", figure 13, qui à son tour détermine la séparation minimale optimale d'extinction entre les contacts 208 et 217.
Dans les cas de courants de court-circuit moyens à faibles, le dimensionnement d'énergie précédent de l'accumulateur d'énergie 202, correspondant à l'opération d'ouverture, est suffisant pour réaliser avec sécurité et complètement cette opération (en faisant coulisser librement l'extrémité de commande du dispositif d'arrêt de blocage automatique 216 sur les gradins multiples 204.3 du bloc 204), le disjoncteur en question agissant dans cette gamme de courants sous le principe du piston de compression simple du type"puffer"avec les avantages qui y sont inhérents à ce dernier et décrits ci-dessus.
En revenant au cas de courants de courtcircuit élevés et dès que l'extrémité active du dispositif d'arrêt de blocage automatique 216 est arrivée dans la zone des gradins multiples 204.3 du bloc 204, le ou les dispositifs d'arrêt continuent de se déplacer sur les gradins successifs afin que dans le cas où il y a une tendance d'un mouvement de retour partiel pour le contact mobile 208 en raison de fortes augmentations ultérieures de pression dans le volume de compression de la chambre d'extinction 218, le contact mobile soit bloqué exactement dans la position dans laquelle celuici tend à commencer ce mouvement de retour, en empêchant par l'action des éléments 204,204.
3 et 216 que ce dernier ait lieu dans une mesure plus ou moins grande, après quoi le disjoncteur est en état d'éteindre l'arc
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par soufflage automatique par expansion thermique, c'est-à-dire comme s'il était un disjoncteur du type "self blast", dans la mesure où à ce moment un volume prédéterminé est formé entre les éléments 218,208, 219, 220,221 et 222 de la chambre d'extinction, avec tous les avantages relatifs à son pouvoir de coupure élevé et aussi décrits ci-dessus. En particulier, le détail de la figure 11 montre cette possibilité, et plus particulièrement le contact mobile dans la position de blocage automatique.
A l'interruption de l'arc, la pression dans le volume de compression et d'expansion thermique tombe rapidement de sorte que l'énergie stockée dans l'accumulateur d'énergie 202 lorsque le contact mobile 208 est bloqué automatiquement achève la course complète de déconnexion de celui-ci, jusqu'à ce que la came 204.1 soit enclenchée dans le mécanisme d'enclenchement et de libération 215, le disjoncteur restant en conséquence dans la position ouverte, prêt pour une opération de fermeture subséquente.
Le dispositif d'arrêt 216 peut à son tour naturellement être composé par un nombre"n"de dispositifs d'arrêt de différentes longueurs afin qu'étant donné un nombre identique"e"de gradins de retenue dans les gradins multiples 204.3 du bloc 204, une meilleure précision de positionnement e/n du contact mobile puisse être obtenue. Le nombre de gradins dans l'arc 1 correspondant aux gradins 204.3 peut varier selon le cas de un jusqu'à n'importe quel nombre qui est requis et qui peut être agencé sur le même arc variable.
Le mécanisme de blocage automatique mentionné ci-dessus, c'est-à-dire les gradins multiples 204.3 et les dispositifs d'arrêt de blocage automatique 216, peut être situé n'importe où dans le système qui transmet le mouvement de l'arbre de commande 201 du disjoncteur aux contacts mobiles 208 des chambres
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d'extinction 218, même sur les contacts mobiles euxmêmes, comme cela est montré à la figure 10c, avec la liaison correspondante 224 pour son actionnement à partir de l'arbre de commande 201. En outre, l'agencement desdits éléments peut, en fonction de leur position, être interne ou externe aux chambres d'extinction 218 ou être une combinaison des deux agencements.
Lorsque le disjoncteur doit être connecté, figure 12, il est suffisant d'agir sur le mécanisme d'enclenchement et de libération 215 représenté schématiquement, de façon que, la came de fermeture 204.1 étant libérée, l'accumulateur d'énergie 202 fournit l'énergie nécessaire pour cette opération par 1'intermé- diaire de l'arbre de commande 201 jusqu'à achèvement du tour correspondant à cette opération, le mécanisme 215 étant à nouveau automatiquement enclenché dans la came 204.2 à la fin, le disjoncteur restant en conséquence en position fermée et prêt pour une opération d'ouverture ultérieure.
Le cylindre de guidage 220 est muni d'une extension tronconique dans sa zone de montage sur la chambre, de sorte que l'angle a peut varier de 0 à 900.
La distance"D"de ce cylindre de guidage peut aussi être égale ou supérieure à la course totale du piston 221 accouplé au contact mobile 208, figure 10a, ou en variante être supérieure à la course maximale d'interruption, correspondant au dernier gradin de retenue prévu dans le sens de déconnexion sur la zone 204.3 du bloc 204, mais inférieure à la course totale du contact mobile, de sorte que dans le cas où la distance"D"est inférieure à la course totale de ce contact, une évacuation des gaz restants de l'interruption d'arc ait lieu instantanément lorsque dans le déplacement suivant, après l'interruption de l'arc, une zone de sortie entre le piston 221 et la paroi en forme de cône du cylindre de guidage 220 est produite, figure lOb.
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Il faut noter que le cylindre de guidage 220 qui peut être réalisé en un matériau conducteur ou isolant protège les parois isolantes de la chambre 218, et d'un bout à l'autre de la course de déconnexion, de métallisations, de chocs thermiques, etc.
Le déflecteur 223 montré aux figures 14 et 15 peut aussi être monté en variante fixement dans la chambre 218. D'autre part, ce déflecteur, comme le montre la figure 15, peut être évidé de façon que les gaz le traversent et agissent dans tout le volume de l'enceinte délimitée par le piston 221 du contact mobile 208 et par le cylindre de guidage 220 et la base à laquelle le dernier est accouplé pour faire partie de la chambre d'extinction 218, afin de réaliser un mélange et un écoulement optimaux du gaz frais, comprimé au préalable, avec les gaz en provenance de la zone d'arc.
Il s'ensuit de la structure décrite cidessus, d'abord que le disjoncteur de haute tension objet de l'invention réunit les avantages des disjoncteurs du type"puffer"et du type"self blast", tout en éliminant les problèmes de chacun d'eux, en permettant une structure extrêmement simple, en ce qui concerne tant les moyens de commande et que les moyens d'interruption d'arc, en permettant que soient utilisés des matériaux usuels de faible coût et une pression basse dans le milieu d'isolation et de soufflage.
Il est en conséquence aussi possible de réduire fortement l'énergie requise pour la commande et d'obtenir en conséquence un meilleur comportement mécanique.
Le détail de la figure lOb marqué avec les références h et k respectives montre les courses totale du piston et maximale de l'interruption d'arc.
Finalement la figure 13 met en évidence les courbes du mouvement d'ouverture sous différents courants de court-circuit. La courbe représentée à la
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partie supérieure (figure 13a) montre le mouvement d'ouverture du disjoncteur, la marge de droite y représentant les deux angles de fonctionnement du bloc d'enclenchement et de libération 204. Pendant cette course de déconnexion, on rencontre la zone de l'angle ss dans laquelle les contacts sont séparés en un point S représenté sur ladite courbe.
Dans cette zone, l'énergie communiquée par l'accumulateur d'énergie 202 est dimensionnée afin d'être supérieure à celle qui est provoquée par les pressions produites par compression et réchauffage du gaz qui peut être présent dans le volume de compression parce que, dans cette zone, par les dimensions de la zone d'extinction de la chambre, une valeur donnée ne peut pas être dépassée dans la mesure où des pointes maximales de surpression ne peuvent pas y apparaître.
En passant dans la zone de la courbe qui correspond à l'angle 1 où se rencontrent les gradins multiples 204.3 du bloc d'enclenchement et de libération 204, dans le cas où il y a un courant de court-circuit critique pour lequel la pression produite, comme mentionné ci-dessus, dans le volume de compression peut dépasser la valeur instantanée de l'énergie communiquée par l'accumulateur d'énergie 202 et, delà, induire l'inversion du mouvement, le mécanisme de blocage automatique décrit ci-dessus commencerait à fonctionner.
La distance"C"à partir de la séparation des contacts est la distance de séparation optimale minimale entre les contacts du disjoncteur pour réaliser l'interruption d'arc.
Dans la zone de la courbe qui correspond à l'angle 1 du bloc 204 et à partir du gradin auquel un blocage automatique aurait lieu, à l'interruption de l'arc par soufflage automatique la pression dans la chambre d'extinction diminue rapidement en permettant que l'énergie restant dans l'accumulateur d'énergie 202
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achève complètement la course totale du contact mobile 208, figure 13.
Les courbes inférieures (figure 13b et figure 13c) de cette figure 13 se rapportent à la position ou course des contacts et la première (figure 13b) montre les augmentations de pressions obtenues dans le volume de compression sous différents courants de court-circuit, en montrant qu'avec des intensités maximales l'augmentation de pression est très élevée et tombe lorsque la valeur de l'intensité de court-circuit diminue (W et X).
Finalement, les courbes sinusoïdales (figure 13c) montrent la position de courants de court-circuit qui correspondent aux courbes de pression ci-dessus et qui peuvent être présents à travers le disjoncteur jusqu'à leur interruption.
La figure 16 représente un graphique correspondant à une courbe caractéristique (TTR en fonction de Icc) du disjoncteur objet de la présente invention, la courbe A montrant ses avantages en comparaison de deux disjoncteurs usuels qui ont le même niveau d'énergie de leurs commandes respectives, avec les principes de fonctionnement du type "puffer" à la courbe B et du type "self blast"à la courbe C, et avec les repères : a, zone optimale du principe de"puffer" ; b, amélioration de comportement du type"self blast"par compression préalable de type"puffer" ; c, zone optimale du principe de"self blast" ; d, zone critique : problèmes diélectriques en raison d'une contribution thermique insuffisante de l'arc (soufflage et balayage insuffisants d'arc) ; e, zone critique :
limites dues à la demande accrue d'énergie dans la commande = f (Icc2) ; f, surface hachurée, zone des améliorations en utilisant l'invention en question ; et g, zone de manoeuvre du mécanisme de blocage automatique en question pour les contacts mobiles.
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Une troisième forme de réalisation préférée et pratique est montrée aux figures 17 à 21 ; à la lumière de ces figures, et plus particulièrement de la figure 17, on peut voir que la chambre d'extinction 301 du disjoncteur de haute tension objet de l'invention, et dont une est montrée schématiquement à cette figure dans la position"fermée", comporte fondamentalement un récipient isolant étanche au gaz et soumis à une pression donnée de remplissage avec le gaz isolant utilisé (par exemple du SF6). Une de ses extrémités est munie du contact fixe 302 couplé à une borne de connexion. A l'opposé vers l'avant est agencé l'ensemble du contact mobile 303. Ce contact mobile est composé essentiellement d'un tube de guidage avec des doigts de contact incorporés, d'une buse 304 et d'un piston de compression 305, tous accouplés l'un à l'autre.
L'ensemble du contact mobile 303 est à son tour logé dans un cylindre de guidage 315 couplé à une plaque de base 316 dont une seconde borne de connexion fait saillie et est connectée électriquement à la plaque de base au moyen de contacts coulissants qui ne sont pas montrés. Les éléments : contact mobile 303, cylindre de guidage 315 et plaque de base 316 composent un volume d'expansion thermique et de compression 306. Sur la plaque de base et associée à celle-ci, il y a une membrane 37 destinée à fermer hermétiquement le volume d'expansion thermique et de compression 306 pendant l'opération d'ouverture et à permettre l'écoulement de gaz isolant pour remplir ledit volume pendant l'opération de fermeture.
Les chambres sont de plus complétées par des isolateurs de terre 317, aussi d'une même manière étanche au gaz, soumis à la même pression de remplissage de gaz isolant des chambres parce qu'y étant directement connectés. A l'intérieur des isolateurs de terre 317 sont disposées les barres de transmission 313 et les leviers reliant les contacts
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mobiles 303 et le mécanisme de commande du disjoncteur 314 non représenté à la figure.
De plus, et comme base de la présente invention, la chambre d'extinction 301 est munie d'un mécanisme automatique de blocage automatique 309,310, 311,312 agissant dans l'opération d'ouverture en permettant quand cela est approprié, un soufflage et une interruption d'arc par la combinaison de la compression et du soufflage automatique par expansion thermique du gaz isolant, objet de la présente invention.
Le mécanisme de blocage automatique, monté directement dans la chambre d'extinction 301, comporte essentiellement un ou plusieurs ensembles constitués des éléments suivants : un piston de commande pneumatique 309 situé dans la plaque de base 316 et dont la surface active est directement connectée à travers les trous 308 au volume de compression 306. Le piston à son tour agit par l'intermédiaire d'une tige sur une des extrémités d'un dispositif d'arrêt 310 pivotant autour de son arbre et qui à son tour est fixé dans une extension en forme de châssis de la plaque de base 316.
Sur la face opposée de l'extrémité susdite du dispositif d'arrêt 310, un ressort antagoniste 311 appuyé aussi sur l'extension de la plaque de base 316 agit en permanence contre le dispositif d'arrêt 310 et à son tour contre le piston 309 en les maintenant dans la position montrée à la figure 17. Finalement, le tube de guidage du contact mobile 303 est muni de dentures ou gradins multiples 312 formant conjointement aux éléments mentionnés ci-dessus le mécanisme de blocage automatique.
Les distances marquées à la figure 17 et à la figure 20, M, N, L, C et 0 délimitent des domaines d'action spécifiques du mécanisme de blocage automatique 309,310, 311,312 pendant l'opération d'ouverture du disjoncteur. Comme mentionné ci-dessus, le mécanisme de blocage automatique est commandé par la surpression
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produite pendant l'opération de déconnexion dans le volume de compression 306, à travers les trous 308, sur la surface du piston d'actionnement 309 et à l'encontre du ressort antagoniste 311 de sorte que le dispositif d'arrêt de blocage automatique pivote et appuye son extrémité active 318 sur la surface du tube de guidage du contact mobile 303, en étant prêt ainsi à remplir sa fonction de blocage automatique.
Ce mécanisme est dimensionné de sorte que chaque pivotement du dispositif d'arrêt 310 a lieu pendant la course M ou jusqu'à un maximum de deux tiers de la course N.
Ainsi, et en commençant depuis la position de connexion, figure 17, dès que l'organe de déconnexion du mécanisme de commande du disjoncteur 314 a reçu une commande de libération, commence l'opération de déconnexion et en conséquence une compression du gaz contenu dans le volume de compression 306.
Pendant le mouvement de déconnexion, à la fin de la course M, le contact mobile 303 est séparé du contact fixe 302 par l'action de l'énergie fournie par le mécanisme de commande de disjoncteur 314 dont l'énergie pour cette opération est dimensionnée de sorte que pendant le parcours de la course N, en plus de celle qui est requise pour atteindre la vitesse nécessaire, l'énergie est toujours supérieure à celle qui correspond aux pressions qui pourraient être produites dans le volume de compression 306 par réchauffage et par expansion thermique du gaz, dans le cas d'une coupure de courants de court-circuit élevés, et qui sont limitées, par les dimensions des éléments de la chambre d'extinction 301, dans cette zone pour obtenir une valeur minimum de cette énergie,
de sorte que l'extrémité active 318 du dispositif d'arrêt de blocage automatique 310 atteigne de façon sûre au moins le premier gradin de retenue des gradins multiples 312 situés dans la zone 0. Ce premier gradin de retenue détermine une distance"C" (figure 17 et figure 20)
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optimale minimale d'interruption et d'isolation entre les contacts mobile 303 et fixe 302.
Dans le cas de courants de court-circuit moyens à bas, le dimensionnement précédent d'énergie de commande du disjoncteur 314, correspondant à l'opération de déconnexion, est suffisant pour réaliser cette opération avec sécurité et complètement (glissement libre de l'extrémité active 318 du dispositif d'arrêt de blocage automatique 310 sur les gradins multiples 312 du contact mobile 303), le disjoncteur en question agissant dans cette gamme de courants sous le principe du piston de compression simple du type"puffer"avec les avantages qui y sont inhérents et décrits ci-dessus.
Revenant au cas de courants de court-circuit élevés et dès que l'extrémité active 318 du dispositif d'arrêt de blocage automatique 310 atteint la zone à gradins multiples 312 du contact mobile 303, le ou les dispositifs d'arrêt continuent de se déplacer sur les gradins successifs afin que, dans le cas où il y a une tendance d'un retour partiel pour un contact mobile 303 en raison de fortes augmentations de pression ultérieures dans le volume de compression de la chambre d'extinction 301, le contact mobile est bloqué exactement dans la position dans laquelle celui-ci tend à commercer un tel mouvement de retour, en empêchant ce dernier d'avoir lieu, dans une mesure plus ou moins grande, par l'action des éléments 309,310, 311 et 312, et par cela le disjoncteur est en état d'éteindre l'arc par soufflage automatique par expansion thermique,
c'est-à-dire comme s'il était un disjoncteur de type"self blast", dans la mesure où à ce moment un volume prédéterminé est formé entre des éléments 303,304, 305,307, 315 et 316 de la chambre d'extinction, avec tous les avantages concernant son pouvoir de coupure élevé aussi décrit cidessus. En particulier, le détail de la figure 18 montre
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cette possibilité, et plus spécifiquement le contact mobile dans la position de blocage automatique.
Dès l'interruption de l'arc, la pression dans le volume de compression et d'expansion thermique 306 tombe rapidement de sorte que l'énergie stockée dans le mécanisme de commande du disjoncteur 314, lorsque le contact mobile 303 est bloqué automatiquement, achève la course complète de déconnexion L de ce dernier, le disjoncteur restant delà dans la position d'ouverture, près pour une opération de fermeture subséquente.
'Le dispositif d'arrêt 310 peut à son tour naturellement être composé d'un nombre"n"de dispositifs d'arrêt de longueur différente afin qu'étant donné un nombre identique"e"de gradins de retenue dans les gradins multiples 312 du contact mobile 303, une meilleure précision e/n de positionnement du contact mobile puisse être atteinte. Le nombre de gradins dans la zone 0 qui correspond aux gradins 312 peut varier, suivant les cas de un jusqu'au nombre quelconque requis et ceuxci peuvent être agencés d'une manière variable dans ladite zone.
De même, l'ensemble du mécanisme de blocage automatique 309,310, 311 peut être utilisé une fois, ou aussi souvent que cela peut être nécessaire, pour la même chambre d'extinction 301 afin d'obtenir la rigidité nécessaire pour des puissances élevées de court-circuit.
Une précision de positionnement même supérieure à celle ci-dessus peut être possible en situant (par exemple) les arbres de pivotement des dispositifs d'arrêt 310 à des hauteurs différentes.
Lorsque le disjoncteur doit être fermé, figure 19, il est suffisant de communiquer une commande de libération à l'organe de connexion du mécanisme de commande du disjoncteur 314 afin que ce dernier fournisse l'énergie nécessaire pour réaliser cette opération. A la fin de celle-ci, le disjoncteur reste en
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position fermée et est prêt pour une opération d'ouverture ultérieure.
Il faut noter que pendant l'opération de fermeture, le mécanisme automatique de blocage automatique 309,310, 311 et 312 reste inactif, en permettant le mouvement libre des contacts mobiles 303 dans cette opération, parce qu'il n'y a pas d'augmentation de pression pendant cette dernière dans le volume d'expansion thermique et de compression 306 des chambres d'extinction 301.
, Il se déduit de la structure décrite cidessus, d'abord que le disjoncteur de haute tension objet de l'invention réunit les avantages de disjoncteurs du type"puffer"et du type"self blast", quoiqu'il élimine les problèmes de chacun d'eux, en permettant une structure extrêmement simple en ce qui concerne tant les moyens de commande et que les moyens d'interruption d'arc, en permettant d'utiliser des matériaux usuels à bas coût et une basse pression dans le milieu d'isolation et de soufflage.
Il est en conséquence aussi possible de réduire fortement l'énergie nécessaire aux fins de commande et, delà, d'obtenir un meilleur comportement mécanique.
La partie supérieure de la figure 20 montre (figure 20a) la gamme des courbes possibles pour le mouvement de déconnexion sous différents courants de court-circuit. La distance "C" détermine la distance optimale minimale d'interruption et d'isolation entre les contacts fixe 302 et mobile 303.
Les courses marquées L, M, N et 0 sont respectivement les suivantes :
L, course totale du contact mobile 303,
M, course jusqu'à la séparation des contacts,
N, course d'interruption et d'isolation optimale minimale et
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0, zone correspondant aux dentures ou gradins multiples 312 pour le blocage automatique des contacts mobiles 303.
La courbe I délimite une course totale minimum des contacts mobiles 303, auquel cas un blocage automatique a lieu à son extrémité dans un unique gradin de retenue.
La courbe II montre une course totale des contacts mobiles 303 supérieure à celle ci-dessus, et dans ce cas le nombre de gradins de retenue des gradins multiples 312 peut varier de 2 jusqu'à un quelconque nombre nécessaire.
Pendant la course N dans laquelle les contacts sont séparés (à l'extrémité de la course M), l'énergie communiquée par le mécanisme de commande du disjoncteur 314 est dimensionnée afin d'être supérieure à celle qui est provoquée par les pressions produites par compression et réchauffage du gaz qui peut être présent dans le volume d'expansion thermique et de compression 306 puis que pendant celle-ci, par les dimensions de la chambre d'extinction 301 et par la vitesse de fonctionnement appropriée du contact mobile 303, une valeur donnée ne puisse pas être dépassée pour que des pointes maximum de surpression ne puissent pas y apparaître.
Cependant, pendant le parcours de la course M ou pendant le parcours partiel de la course N (de maximum deux tiers de N), le mécanisme automatique de blocage automatique 309,310, 311,312 est activé pneumatiquement comme déjà mentionné ci-dessus, de sorte qu'en passant par la zone 0 où les gradins multiples 312 sont situés sur le contact mobile 303, dans le cas où se présente un courant de court-circuit moyen à élevé critique pour lequel la pression produite, comme mentionné ci-dessus, dans le volume d'expansion thermique et de compression 306 peut excéder la valeur instantanée
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de l'énergie communiquée par le mécanisme de commande du disjoncteur 314 et, delà, induire l'induction du mouvement, le mécanisme de blocage automatique 309,310, 311, 312 décrit ci-dessus commencerait à travailler.
Dans la zone de la courbe correspondant à la course 0 et à partir du gradin auquel un blocage automatique a eu lieu, dès l'interruption de l'arc par soufflage automatique par expansion thermique, la pression du volume 306 diminue rapidement, en permettant que l'énergie restant dans le mécanisme de commande du disjoncteur 314 termine complètement la course totale L du contact mobile 303.
Les courbes centrales de cette figure 20 (figure 20b) se rapportent à la position ou course des contacts et montrent les augmentations de pression obtenues dans le volume de compression sous différents courants de court-circuit, en montrant qu'avec des intensités maximales, l'augmentation de pression est très élevée (V) et tombe lorsque la valeur de la tension de court-circuit diminue (W et X).
Finalement, dans la partie inférieure de la figure 20 (figure 20c) les courbes sinusoïdales montrent la position des courants de court-circuit (Y) correspondant aux courbes de pression ci-dessus et qui peuvent être présents à travers le disjoncteur jusqu'à leur interruption.
La figure 21 montre un graphique correspondant à une courbe caractéristique (TTR en fonction Icc) du disjoncteur objet de la présente invention, la courbe A montrant ses avantages en comparaison de deux disjoncteurs usuels qui ont le même niveau d'énergie de leurs commandes respectives, avec les principes de fonctionnement du type"puffer"à la courbe B et du type"self blast"à la courbe C, et avec les repères : a, zone optimale du principe de"puffer" ; b, amélioration de comportement du type"self blast"par compression
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préalable de type"puffer" ; c, zone optimale du principe de"self blast" ; d, zone critique : problèmes diélectri- ques en raison d'une contribution thermique insuffisante de l'arc (soufflage et balayage insuffisants d'arc) ; e, zone critique :
limites dues à la demande accrue d'énergie dans la commande = f (Icc2) ; f, surface hachurée, zone des améliorations en utilisant l'invention en question ; et g, zone de manoeuvre du mécanisme de blocage automatique en question pour les contacts mobiles.
'Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre de la présente invention.