CH618811A5 - Self-blasting breaker switch with shield limiting the flow of the blasting gas - Google Patents

Abstract

The nozzle (30) for guiding the blasting gases has gas-ejection orifices (36) which are gradually uncovered in the course of the opening of the breaker switch, so as to vary the blast flow rate. This makes it possible to prevent gas from returning through the flow section. This return is undesirable since it delays the arrival and blasting of the arc by fresh gases. <IMAGE>

Description

L'invention, est relative à un interrupteur à autosoufflage comprenant une paire de contacts allongés coaxiaux tubulaires susceptibles de se séparer lors de l'ouverture de l'interrupteur par coulissement axial pour tirer un arc entre les contacts écartés et venir en une position d'extinction de l'arc, une buse de soufflage entourant coaxialement lesdits contacts et présentant un col de section rétrécie correspondant à la section externe du contact traversant et obturant le col dans sa quasi-totalité en position de fermeture de l'interrupteur, et un dispositif de compression d'un gaz de soufflage actionné lors de ladite ouverture pour refouler à travers ladite buse et les contacts écartés ledit gaz, qui s'échappe par lesdits contacts. The invention relates to a self-blowing switch comprising a pair of elongated tubular coaxial contacts capable of separating when the switch is opened by axial sliding in order to draw an arc between the separated contacts and come into a position of extinction of the arc, a blowing nozzle coaxially surrounding said contacts and having a neck of narrowed section corresponding to the external section of the contact passing through and closing the neck almost entirely in the closed position of the switch, and a device of compression of a blowing gas actuated during said opening to discharge through said nozzle and the separated contacts said gas, which escapes by said contacts.

Le brevet français N° 2 064 649 décrit un interrupteur du genre mentionné provoquant dès la séparation des contacts un soufflage itensif de l'arc et une rapide extinction de ce dernier. Le débit maximal de soufflage est atteint dès que le contact, qui traverse le col en position de fermeture, franchit ce col, et ce débit maximal est maintenu pendant toute la course d'ouverture et la venue des contacts en une position d'écartement suffisante à l'extinction de l'arc. Le soufflage intense provoque dans certains cas un véritable arrachement de l'arc avec formation de surtensions et lors de coupures de courants de défauts importants la surpression dans la chambre de coupure engendre un retour des gaz par la section importante d'écoulement, retardant l'arrivée et le soufflage de l'arc par des gaz frais. French Patent No. 2,064,649 describes a switch of the kind mentioned, causing as soon as the contacts are separated, an arc blowing and a rapid extinction of the latter. The maximum blowing rate is reached as soon as the contact, which crosses the neck in the closed position, crosses this neck, and this maximum rate is maintained throughout the opening stroke and the coming of the contacts in a position of sufficient spacing when the arc goes out. The intense blowing causes in certain cases a real tearing of the arc with the formation of overvoltages and during cuts of currents of important faults the overpressure in the cutting chamber generates a return of the gases by the important flow section, delaying the arrival and blowing of the arc with fresh gases.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un interrupteur à soufflage modulé par des moyens particulièrement simples. The object of the present invention is to remedy these drawbacks and to allow the production of a blowing switch modulated by particularly simple means.

L'interrupteur selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un écran en matériau isolant à orifices de limitation de l'écoulement du gaz de soufflage, entourant lesdits contacts et que la section de passage du gaz de soufflage à travers ledit écran vers lesdits contacts écartés augmente avec l'écartement desdits contacts pour être maximale en ladite position d'extinction. The switch according to the invention is characterized in that it comprises a screen made of insulating material with orifices for limiting the flow of blowing gas, surrounding said contacts and that the section for passage of blowing gas through said screen towards said separated contacts increases with the spacing of said contacts to be maximum in said off position.

La section de soufflage ne devient maximale qu'en fin de course d'ouverture, les contacts étant en une position favorable à l'extinction de l'arc. Cette modulation du soufflage permet de plus une économie de gaz comprimé et de ce fait une réduction de la capacité du dispositif de soufflage et de l'énergie de commande de l'interrupteur. The blowing section only becomes maximum at the end of the opening stroke, the contacts being in a position favorable to extinguishing the arc. This modulation of the blowing also allows a saving of compressed gas and therefore a reduction in the capacity of the blowing device and in the control energy of the switch.

La variation de la section de passage du gaz de soufflage est avantageusement réalisée par le contact lui-même, qui découvre progressivement au cours de son déplacement les orifices de passage. A cet effet, l'écran en forme de manchon entoure coaxialement à faible jeu les contacts en position de fermeture, les orifices de passage étant échelonnés ou s'étendant le long de génératrices du manchon. Les orifices de passage peuvent être mis à contribution pour le guidage ou l'orientation des filets fluides, notamment pour la création d'un mouvement tourbil-lonnaire favorisant le refroidissement de la zone d'arc. Leur répartition permet une variation appropriée linéaire ou non du débit de soufflage en fonction de la distance de séparation des contacts. La hauteur du manchon isolant correspond sensiblement à cette distance de séparation, les contacts restant en position d'ouverture engagés dans les extrémités du manchon, mais il est possible de ménager une course additionnelle pour assurer un retrait de l'un des contacts du manchon et une séparation galvanique. The variation of the cross section of the blowing gas is advantageously carried out by the contact itself, which gradually uncovers the passage orifices during its movement. To this end, the sleeve-shaped screen coaxially surrounds the contacts in the closed position with little play, the passage orifices being staggered or extending along generatrices of the sleeve. The passage orifices can be used for guiding or orienting the fluid threads, in particular for creating a vortex-lonary movement favoring the cooling of the arc zone. Their distribution allows an appropriate linear variation or not of the blowing rate as a function of the separation distance of the contacts. The height of the insulating sleeve substantially corresponds to this separation distance, the contacts remaining in the open position engaged in the ends of the sleeve, but it is possible to provide an additional stroke to ensure removal of one of the contacts from the sleeve and galvanic separation.

Selon un mode de mise en œuvre préféré, le manchon est assujetti ou forme un ensemble monobloc avec la buse, qui est solidaire de l'un des contacts, notamment du contact mobile actionnant le dispositif de compression du gaz de soufflage. According to a preferred embodiment, the sleeve is secured or forms a one-piece assembly with the nozzle, which is integral with one of the contacts, in particular the movable contact actuating the device for compressing the blowing gas.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor-tiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en œuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel: Other advantages and characteristics of the invention emerge more clearly from the description which follows of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example and represented in the appended drawing, in which :

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- les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe axiale d'un interrupteur selon l'invention représenté respectivement en position de fermeture et d'ouverture ; - Figures 1 and 2 are schematic views in axial section of a switch according to the invention shown respectively in the closed and open position;

- la figure 3 est une vue à échelle agrandie d'une variante de réalisation de la buse illustrée par les figures 1 et 2 ; 5 - Figure 3 is an enlarged view of an alternative embodiment of the nozzle illustrated in Figures 1 and 2; 5

- la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. - Figure 4 is a section along the line IV-IV of Figure 3.

Sur les figures, une enveloppe étanche 10 de forme cylindrique est remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée notamment d'hexafluorure de soufre sous faible pression. A l'intérieur io et coaxialement au cylindre 10 sont disposés un contact tabulaire fixe 12 et un contact tabulaire coulissant 14, qui se prolonge par une tige de commande 16 traversant d'une manière étanche le fond 18 agencé en couvercle du cylindre 10. En position de fermeture de l'interrupteur les contacts alignés 12, is 14 sont aboutés et entourés à faible jeu par un manchon cylindrique 20 en un matériau isolant résistant à l'action de l'arc, notamment en polytetrafluoréthylène. In the figures, a sealed envelope 10 of cylindrical shape is filled with a gas with high dielectric strength, in particular sulfur hexafluoride under low pressure. Inside io and coaxially with the cylinder 10 are disposed a fixed tabular contact 12 and a sliding tabular contact 14, which is extended by a control rod 16 sealingly passing through the bottom 18 arranged as a cover for the cylinder 10. In switch closed position the aligned contacts 12, is 14 are butted and surrounded with little play by a cylindrical sleeve 20 made of an insulating material resistant to the action of the arc, in particular polytetrafluoroethylene.

Un volume pistonnable 22 est délimité par une cloison intermédiaire 24 et un piston mobile 26, solidaire du contact 20 mobile coulissant 14, le gaz comprimé par le déplacement du piston 26 s'échappant du volume 22 par des orifices 28 du piston 26 dans une buse de soufflage 30 portée par le piston 26. La buse de soufflage 30, coaxiale aux contacts 12,14 présente un col 32 qui embrasse à faible jeu le contact fixe 12, traversant le 25 col en position de fermeture de l'interrupteur. Le manchon 20 se raccorde d'un côté au col 32, auquel il est assujetti, et s'emboîte du côté opposé sur l'extrémité 34 du contact mobile 14, de manière à ponter l'intervalle entre le col 32 et le contact mobile 14. Des fentes 36 s'étendent suivant des génératrices sur 30 la quasi-totalité de la hauteur et régulièrement réparties sur la périphérie du manchon 20. Elles constituent les seuls orifices de passage des gaz comprimés par le piston 26 vers la zone de coupure et en position de fermeture de l'interrupteur elles sont obturées par le contact fixe 12 enfilé dans le manchon 20. Le 35 contact mobile 14, le piston 26, la buse 30 et le manchon 20 constituent l'équipage mobile de l'interrupteur, se déplaçant comme un ensemble monobloc. Pour des raisons de clarté du dessin et de l'exposé ne sont ni représentées ni décrites les amenées de courant aux contacts 12,14, ni le dispositif de 40 précompression, formé par exemple par un montage semi-fixe du contact 12 ou une course morte de la commande. Des orifices 38,40 font communiquer l'espace interne des contacts tubulaires 12,14 avec le volume de l'evenloppe 10. A pistonable volume 22 is delimited by an intermediate partition 24 and a movable piston 26, integral with the movable sliding contact 14, the gas compressed by the displacement of the piston 26 escaping from the volume 22 through orifices 28 of the piston 26 in a nozzle blowing 30 carried by the piston 26. The blowing nozzle 30, coaxial with the contacts 12, 14 has a neck 32 which embraces the fixed contact 12 with little play, passing through the neck in the closed position of the switch. The sleeve 20 is connected on one side to the neck 32, to which it is secured, and fits on the opposite side on the end 34 of the movable contact 14, so as to bridge the gap between the neck 32 and the movable contact 14. Slots 36 extend along generatrices over almost the entire height and regularly distributed over the periphery of the sleeve 20. They constitute the only orifices for passage of the gases compressed by the piston 26 towards the cutting zone and in the switch closed position they are closed by the fixed contact 12 inserted in the sleeve 20. The movable contact 14, the piston 26, the nozzle 30 and the sleeve 20 constitute the movable assembly of the switch, moving as a single unit. For reasons of clarity of the drawing and of the description, neither the current leads to the contacts 12,14 nor the precompression device 40, for example formed by a semi-fixed mounting of the contact 12 or a stroke, are shown or described. dead of the command. Holes 38, 40 make the internal space of the tubular contacts 12, 14 communicate with the volume of the event 10.

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L'interrupteur fonctionne de la manière suivante: The switch operates as follows:

L'ouverture de l'interrupteur est commandée par un déplacement vers le bas (sur la figure 1) de la tige de commande 16, qui entraîne le piston 26, la buse 30, le manchon 20 et le contact • The opening of the switch is controlled by a downward movement (in FIG. 1) of the control rod 16, which drives the piston 26, the nozzle 30, the sleeve 20 and the contact •

mobile 14, qui se sépare du contact 12. L'arc tiré entre les contacts séparés 12,14, s'étend à l'intérieur du manchon 20 et est soufflé par le gaz comprimé dans le volume 22, qui s'échappe par la buse 30 et les fentes 36 et est évacué par les contacts tubulaires 12,14. Au début de l'ouverture seules les parties inférieures des fentes 36 sont découvertes et le débit de soufflage est limité par cette section restreinte de passage du gaz. Le débit s'accroît avec le retrait progressif du manchon 20 du contact 12, pour devenir maximal dans la position d'extinction de l'arc, représentée à la figure 2. Dans cette position l'extrémité du contact 12 reste emboîtée dans le manchon 20, mais il est clair qu'une séparation galvanique peut être obtenue par un mouvement additionnel limité. mobile 14, which separates from contact 12. The arc drawn between the separate contacts 12,14, extends inside the sleeve 20 and is blown by the compressed gas in the volume 22, which escapes through the nozzle 30 and the slots 36 and is evacuated by the tubular contacts 12,14. At the start of the opening, only the lower parts of the slots 36 are uncovered and the blowing rate is limited by this restricted section of gas passage. The flow rate increases with the progressive withdrawal of the sleeve 20 from the contact 12, to become maximum in the arc extinguishing position, shown in FIG. 2. In this position the end of the contact 12 remains fitted in the sleeve 20, but it is clear that a galvanic separation can be obtained by a limited additional movement.

La section de passage du gaz de soufflage varie linéairement au cours de la course d'ouverture, mais une loi différente de variation peut facilement être obtenue, par exemple par des fentes de largeur croissante ou décroissante ou par des fentes ou orifices additionnels. Les passages peuvent être constitués ou comporter de simples trous de même section ou de sections différentes, régulièrement ou irrégulièrement répartis sur le pourtour et/ou la hauteur du manchon. Les fentes ou trous peuvent être orientés radialement et perpendiculairement à l'axe du manchon pour un soufflage centripète, mais ils peuvent être obliques pour présenter une composante tangentielle de la manière décrite ci-dessous en référence à la figure 4 pour engendrer un tourbillon favorisant les échanges thermiques. Les trous peuvent de plus être inclinés et présenter une composante axiale pour orienter exialement le jet de gaz de soufflage. The cross-section of the blowing gas varies linearly during the opening stroke, but a different law of variation can easily be obtained, for example by slots of increasing or decreasing width or by additional slots or orifices. The passages may be made up or comprise simple holes of the same section or of different sections, regularly or irregularly distributed around the periphery and / or the height of the sleeve. The slits or holes can be oriented radially and perpendicular to the axis of the sleeve for a centripetal blowing, but they can be oblique to present a tangential component as described below with reference to FIG. 4 to generate a vortex favoring heat exchanges. The holes can also be inclined and have an axial component to orient the blowing gas jet exially.

Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 1 et 2 le manchon est solidarisé par tout moyen opérant à la buse de soufflage, mais il est clair que la buse et le manchon peuvent être réalisés en un seul bloc, par exemple de la manière représentée aux figures 3 et 4. Une buse 42 en forme de convergent 44, divergent 36 se raccordant au col 32, présente dans la partie convergente 44 en amont du col 32 et sur une hauteur correspondant à celle du manchon 20 de la figure 1, des saillies internes 46 qui délimitent entre elles des fentes 36 de passage de gaz de soufflage et confinant par leur tranche ou bord frontal un volume cylindrique 48, de section égale à celle du col 32, susceptible de recevoir le contact fixe 12. Le fonctionnement est bien entendu identique à celui décrit ci-dessus et l'on notera que les fentes 36 sont orientées en oblique pour engendrer une turbulence. In the embodiment illustrated by FIGS. 1 and 2, the sleeve is secured by any means operating to the blowing nozzle, but it is clear that the nozzle and the sleeve can be produced in a single block, for example in the manner represented in FIGS. 3 and 4. A nozzle 42 in the form of a convergent 44, diverging 36 connecting to the neck 32, present in the converging part 44 upstream of the neck 32 and over a height corresponding to that of the sleeve 20 of FIG. 1, internal projections 46 which delimit between them slots 36 for blowing gas passage and confining by their edge or front edge a cylindrical volume 48, of section equal to that of the neck 32, capable of receiving the fixed contact 12. Operation is of course identical to that described above and it will be noted that the slots 36 are oriented obliquely to generate turbulence.

L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en œuvre plus particulièrement décrits, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences, notamment celle dans laquelle l'écran serait assujetti au contact fixe ou mobile et désolidarisé de la buse de soufflage. The invention is of course by no means limited to the modes of implementation more particularly described, but it extends on the contrary to any variant remaining within the framework of equivalences, in particular that in which the screen is subject to fixed contact or mobile and detached from the blowing nozzle.

1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims (10)

618 811 618 811 REVENDICATIONS 1. Interrupteur à autosoufflage comprenant une paire de contacts allongés (12,14) coaxiaux tubulaires, susceptibles de se séparer lors de l'ouverture de l'interrupteur par coulissement axial pour tirer un arc entre les contacts écartés et venir en une 5 position d'extinction de l'arc, une buse de soufflage (30) entourant coaxialement lesdits contacts et présentant un col (32) de section rétrécie, correspondant à la section externe du contact (12) traversant et obturant le col dans sa quasi-totalité en position de fermeture de l'interrupteur, et un dispositiv (26) de 10 compression d'un ganz de soufflage actionné lors de ladite ouverture pour refouler à travers ladite buse (30) et les contacts (12,14) écartés ledit gaz, qui s'échappe par lesdits contacts, caractérisé par le fait qu'il comprend un écran (20) en matériau isolant à orifices (36) de limitation de l'écoulement du gaz de 15 soufflage, entourant lesdits contacts (12,14) et que la section de passage du gaz de soufflage à travers ledit écran (20) vers lesdits contacts écartés augmente avec l'écartement desdits contacts pour être maximale en ladite position d'extinction. 1. Self-blowing switch comprising a pair of elongated coaxial tubular contacts (12,14), capable of separating when the switch is opened by axial sliding to draw an arc between the separated contacts and come into a position 5 extinction of the arc, a blowing nozzle (30) coaxially surrounding said contacts and having a neck (32) of narrowed section, corresponding to the external section of the contact (12) passing through and closing the neck almost entirely closed position of the switch, and a device (26) for compressing a blowing ganz actuated during said opening to discharge through said nozzle (30) and the contacts (12,14) separated from said gas, which escapes through said contacts, characterized in that it comprises a screen (20) of insulating material with orifices (36) limiting the flow of blowing gas, surrounding said contacts (12,14) and that the blowing gas passage section to be crossed s said screen (20) towards said separated contacts increases with the spacing of said contacts to be maximum in said extinguishing position. 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le 20 fait que ledit écran (20) est en forme de manchon et entoure à faible jeu lesdits contacts (12,14) et s'étend sur une hauteur correspondant à l'écartement des contacts en ladite position d'extinction et que ledit manchon (20) présente des orifices (36) de passage du gaz, découverts progressivement au cours du 25 mouvement d'écartement des contacts. 2. Switch according to claim 1, characterized in that said screen (20) is in the form of a sleeve and surrounds said contacts (12,14) with slight play and extends over a height corresponding to the spacing of the contacts. in said extinction position and that said sleeve (20) has orifices (36) for the passage of gas, gradually discovered during the movement of spacing of the contacts. 3. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit manchon (20) se raccorde au col (32) de ladite buse (30) et s'étend du côté de l'entrée du gaz de soufflage dans la buse et que les extrémités desdits contacts sont enfilées dans 30 ledit manchon en position de fermeture de l'interrupteur et viennent au contact dans une zone voisine de l'extrémité du manchon opposée audit col. 3. Switch according to claim 2, characterized in that said sleeve (20) is connected to the neck (32) of said nozzle (30) and extends on the side of the inlet of the blowing gas into the nozzle and that the ends of said contacts are threaded into said sleeve in the closed position of the switch and come into contact in a region close to the end of the sleeve opposite to said neck. 4. Interrupteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'écran (20) isolant est en forme de 35 manchon et présente des fentes (36) de passage du gaz de soufflage qui s'étendent suivant des génératrices. 4. Switch according to one of claims 1 or 2, characterized in that the insulating screen (20) is in the form of a sleeve and has slots (36) for passage of the blowing gas which extend along generators. 5. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la largeur des fentes (36) est constante sur toute la hauteur du manchon (20) et que lesdites fentes sont réparties 40 régulièrement sur la périphérie du manchon. 5. Switch according to claim 4, characterized in that the width of the slots (36) is constant over the entire height of the sleeve (20) and that said slots are distributed regularly over the periphery of the sleeve. 6. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits orifices (36) ménagés dans l'écran (20) sont une variation non linéaire de la section de passage du gaz de soufflage en fonction de la distance d'écartement des contacts (12,14). 6. Switch according to claim 4, characterized in that said orifices (36) formed in the screen (20) are a non-linear variation of the cross section of the blowing gas as a function of the distance between the contacts (12.14). 7. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits orifices (36) ménagés dans l'écran (20) sont agencés pour conférer à l'écoulement du gaz de soufflage une 50 turbulence. 7. Switch according to claim 1, characterized in that said orifices (36) formed in the screen (20) are arranged to give the flow of blowing gas a turbulence. 8. Interrupteur selon la revendication 1, comprenant un équipage mobile formé par un piston (26) de soufflage, une buse (30) de soufflage portée par le piston et un contact (14) mobile tabulaire, caratérisé par le fait que l'écran (20) isolant à orifices 55 (36) s'étend entre le col (32) de la buse et l'extrémité (34) du contact (14) mobile, de manière à constituer un passage obligatoire du gaz comprimé vers la zone de coupure et d'évacuation. 8. Switch according to claim 1, comprising a movable assembly formed by a blowing piston (26), a blowing nozzle (30) carried by the piston and a tabular movable contact (14), characterized by the fact that the screen (20) orifice insulator 55 (36) extends between the neck (32) of the nozzle and the end (34) of the movable contact (14), so as to constitute a compulsory passage of the compressed gas towards the zone of shutdown and evacuation. 9. Interrupteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le diamètre intérieur de l'écran (20) isolant de forme 60 cylindrique correspond au diamètre extérieur du contact (12) tubulaire fixe pénétrant en position de fermeture de l'interrupteur dans la buse (30) et s'aboutant au contact (14) mobile. 9. Switch according to claim 8, characterized in that the inside diameter of the insulating screen (20) of cylindrical shape 60 corresponds to the outside diameter of the fixed tubular contact (12) penetrating in the closed position of the switch in the nozzle (30) and abutting on the movable contact (14). 10. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit écran (20) est monobloc avec la buse (30) de 65 soufflage. 10. Switch according to claim 1, characterized in that said screen (20) is in one piece with the nozzle (30) of 65 blowing. 45 45