EP0120874B1 - Dispostif d'interruption de courant electrique - Google Patents

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EP0120874B1
EP0120874B1 EP83902802A EP83902802A EP0120874B1 EP 0120874 B1 EP0120874 B1 EP 0120874B1 EP 83902802 A EP83902802 A EP 83902802A EP 83902802 A EP83902802 A EP 83902802A EP 0120874 B1 EP0120874 B1 EP 0120874B1
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contact
contact set
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switch device
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Edouard Mancini
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APPAREILLAGE GARDY SOCIETE ANONYME TE GENEVE, ZWIT
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APPAREILLAGE GARDY SA
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H33/6661—Combination with other type of switch, e.g. for load break switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts

Definitions

  • the present invention relates to an electrical current interrupting device comprising a main contact set and an auxiliary contact set, each comprising at least one movable contact element, the movable elements of the two contact sets being connected by a link mechanism and actuation.
  • the known devices do not meet the two requirements, either because the main contact is well protected from a false operation which can damage it, but on the other hand subjected to oxidation, sulfurization or other corrosion, or because it is protected from such an alteration but does not include any organ capable of protecting it from a possible false maneuver.
  • the device according to the invention overcomes this drawback and it is characterized, for this purpose, in that the auxiliary contact set comprises a contact closure range located between two opening ranges of the closure contacts and the opening of the contacts belonging to the main contact set taking place when the contacts belonging to the auxiliary contact set are in said closing range, the movable element of the auxiliary contact set being in an opening range in the engaged positions and triggered by the device, the main contact set being enclosed in a sealed enclosure at low pressure.
  • Fig. 1 schematically illustrates the device seen in perspective.
  • Fig. 2 is a graphic representation of the operation of the device illustrating the open 0 and closed 1 positions of the main contact set and of the auxiliary contact set as a function of the travel D respectively of the movable elements of these contact sets.
  • the interruption device illustrated in fig. 1 comprises a main contact set 1 and an auxiliary contact set 2.
  • the main contact set 1 at high nominal current is placed in a sealed enclosure 3 in a low pressure air medium of the order of 10, 6 torr (1.33x10 ' 3 Pa). It comprises a fixed contact element 4 and a movable contact element 5 capable of being moved axially by means of a bellows 6.
  • the set of auxiliary contacts 2 also comprises a fixed element constituted by a horn 7 and an element mobile contact formed by a cutting knife 8. The latter is integral with a control shaft 9 on which are rigidly fixed a cam 10 intended to act on the mobile contact element 6 and an actuating lever 11 connected to an insulating rod 12 for operating.
  • the main contact set and the auxiliary contact set are connected in parallel by two electrical lines 13 and 14.
  • the line 13 comprises two flexible portions 15 and 16 allowing the displacement of the movable contacts 5 and 8.
  • the horn 7 of the contact set auxiliary is double and has a closing area 17 located between two contact opening areas 18 and 19.
  • a plate 20 of insulating material is mounted between the line 14 and the area 19 ensuring complete isolation of the knife 8 when the device is triggered.
  • the operating rod 12 acts on the actuating lever 11 which makes the shaft 9 pivot around its axis, which will move the knife from the initial position a to the position b.
  • the cam 10 simultaneously performs a rotation in dead travel.
  • the knife 8 enters the closing range 17 of the horn 7 and establishes the galvanic contact between the elements 8 and 7.
  • the current then flows from line 13 to line 14 by the bypass line constituted by the flexible portion 16, the knife 8 and the horn 7.
  • the cam 10 begins to move the movable contact element 5 and definitively establishes in c the main contact set 1 while the knife 8 continues to run in the horn 7.
  • the opening function of the device is performed in a reverse sequence of operations.
  • the auxiliary contact set 2 with knife 8 and horn 7 establishes a controlled sequence of closing and opening of the device and allows the advantages, on the one hand, that the main contact set is switched in the absence of a cut in active loads and, on the other hand, that the latter has to bear any cuts on faults during a false switching operation.
  • the advantage of the sectioning knife is also evident in the fact that it makes it possible to ensure, from a distance, the position of the contacts of the device. As the auxiliary contact set is visible at all times, it is easy to detect the wear of the contact parts and their replacement.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Le dispositif d'interruption comprend un contact principal (1) enfermé dans une enceinte étanche (3) à basse pression et un contact auxiliaire (2) constitué par un couteau de sectionnement (8) et une corne (7) présentant une plage de fermeture (17) située entre deux plages (18 et 19) d'ouverture. La plage de fermeture (17) de ce contact auxiliaire (2) s'étend de part et d'autre de la position de commutation du contact principal (1), et le couteau de sectionnement (8) est dans une plage d'ouverture dans les positions enclenchée et déclenchée du dispositif. Le dispositif d'interruption présente de ce fait une grande endurance puisque les éléments du contact principal sont protégés d'une part des agents extérieurs de corrosion et d'autre part de l'endommagement dû à une commutation sous charge.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif d'interruption de courant électrique comprenant un jeu de contacts principal et un jeu de contacts auxiliaire comportant chacun au moins un élément mobile de contact, les éléments mobiles des deux jeux de contacts étant reliés par un mécanisme de liaison et d'actionnement.
  • Il est fréquent de rencontrer, dans les installations des chemins de fer électriques des zones d'alimentation en énergie de la caténaire appelées zones commutables recevant de l'énergie sous différentes tensions électriques et différentes natures de courants, monophasé ou continu.
  • Ces zones doivent être en mesure, par l'intermédiaire d'un dispositif adéquat, d'être commutées sur le courant et la tension qui conviennent. Cette commutation devra s'effectuer par un dispositif répondant à deux exigences principales:
    • Transporter le maximum de courant à travers un contact ne s'altérant pas dans le temps. Accepter une fausse manoeuvre sans destruction de l'élément de contact principal.
  • Les dispositifs connus ne répondent pas aux deux exigences, soit parce que le contact principal est bien protégé d'une fausse manoeuvre pouvant l'endommager, mais par contre soumis à une oxydation, sulfurisation ou autre corrosion, soit qu'il est protégé d'une telle altération mais ne comporte pas d'organe susceptible de le protéger d'une éventuelle fausse manceuvre.
  • Le dispositif selon l'invention permet d'écarter cet inconvénient et il est caractérisé, à cet effet, en ce que le jeu de contacts auxiliaire comprend une plage de fermeture des contacts située entre deux plages d'ouverture des contacts de fermeture et l'ouverture des contacts appartenant en jeu de contacts principal s'effectuant lorsque les contacts appartenant au jeu de contacts auxiliaire se trouvent dans ladite plage de fermeture, l'élément mobile du jeu de contacts auxiliaire étant dans une plage d'ouverture dans les positions enclenchée et déclenchée du dispositif, le jeu de contacts principal étant enfermé dans une enceinte étanche à basse pression.
  • L'endommagement par altération de longue durée est ainsi évité du fait que le contact principal est protégé des agents extérieurs de corrosion par l'enceinte étanche, et une éventuelle destruction des éléments du contact principal est évitée par la séquence contrôlée de commutation entre le contact principal et le contact auxiliaire.
  • Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention.
  • La fig. 1 illustre schématiquement le dispositif vu en perspective.
  • La fig. 2 est une représentation graphique du fonctionnement du dispositif illustrant les positions d'ouverture 0 et de fermeture 1 du jeu de contacts principal et du jeu de contacts auxiliaire en fonction de la course D respectivement D' des éléments mobiles de ces jeu de contacts.
  • Le dispositif d'interruption illustré à la fig. 1, comprend un jeu de contacts principal 1 et un jeu de contacts auxiliaire 2. Le jeu de contact principal 1 à intensité nominale élevée est placé dans une enceinte étanche 3 dans un milieu d'air à basse pression de l'ordre de 10,6 torr (1,33x10' 3 Pa). Il comprend un élément de contact fixe 4 et un élément de contact mobile 5 susceptible d'être déplacé axialement par l'intermédiaire d'un soufflet 6. Le jeu de contacts auxiliaire 2 comprend également un élément fixe constitué par une corne 7 et un élément de contact mobile formé par un couteau de sectionnement 8. Ce dernier est solidaire d'un arbre de commande 9 sur lequel sont fixés rigidement une came 10 destinée à agir sur l'élément de contact mobile 6 et un levier d'actionnement 11 relié à une tringle isolante 12 de manoeuvre. Le jeu de contacts principal et le jeu de contacts auxiliaire sont connectés en parallèle par deux lignes électriques 13 et 14. La ligne 13 comprend deux portions souples 15 et 16 permettant le déplacement des contacts mobiles 5 et 8. La corne 7 du jeu de contacts auxiliaire est double et présente une plage de fermeture 17 située entre deux plages d'ouverture de contact 18 et 19. Une plaquette 20 en matière isolante est montée entre la ligne 14 et la plage 19 assurant une isolation complète du couteau 8 lorsque le dispositif est enclenché.
  • En référence à la fig. 2, lors d'une opération de fermeture du dispositif, la tringle de manoeuvre 12 agit sur le levier d'actionnement 11 qui fait pivoter l'arbre 9 autour de son axe, ce qui va déplacer le couteau de la position initiale a à la position b. La came 10 accomplit simultanément une rotation en course morte. En b le couteau 8 pénètre dans la plage de fermeture 17 de la corne 7 et établit le contact galvanique entre les éléments 8 et 7. Le courant passe à ce moment de la ligne 13 à la ligne 14 par la ligne de dérivation constituée par la portion souple 16, le couteau 8 et la corne 7. A ce moment, la came 10 commence à déplacer l'élément de contact mobile 5 et établit en c définitivement le jeu de contacts principal 1 pendant que le couteau 8 continue sa course dans la corne 7. La fin de la course du couteau 8 va dégager celui-ci de la plage de fermeture 17 et seul le jeu de contacts principal sera apte à conduire le courant. Aucun courant ne passera dans le jeu de contacts auxiliaire 2 lorsque le dispositif est en position enclenchée d, puisque le couteau se trouve dans la plage d'ouverture 19 tel qu'illustré à la fig. 2.
  • La fonction d'ouverture du dispositif s'effectue selon une séquence inverse des opérations.
  • La conservation sous vide du jeu de contacts principal 1 dans l'enceinte 3 à basse pression permet d'éviter une altération rapide des surfaces de contact due à une oxydation, sulfurisation ou autre corrosion en garantit une excellente qualité de contact aussi longtemps que le vide est maintenu dans l'enceinte 3. Le jeu de contacts auxiliaire 2 à couteau 8 et corne 7 établit une séquence contrôlée de fermeture et d'ouverture du dispositif et permet les avantages, d'une part, que le jeu de contacts principal soit commuté en l'absence de coupure de charges actives et, d'autre part, que ce dernier ait à supporter les éventuelles coupures sur défauts lors d'une fausse manoeuvre de commutation. L'avantage du couteau de sectionnement est aussi évident dans le fait qu'il permet de s'assurer, à distance, de la position des contacts de l'appareil. Comme le jeu de contacts auxiliaire est visible en tout temps, la détection de l'usure des parties de contact et leur remplacement est aisé.
  • Il est par ailleurs possible d'équiper le jeu de contacts auxiliaire d'une résistance de limitation de charge en cas de commutation sur défaut.

Claims (3)

1. Dispositif d'interruption de courant électrique comprenant un jeu de contacts principal (4, 5) et un jeu de contacts auxiliaire (7, 8) comportant chacun au moins un élément mobile de contact (5, 8), les éléments mobiles des deux jeux de contacts étant reliés par un mécanisme de liaison et d'actionnement, caractérisé en ce que le jeu de contacts auxiliaire (7, 8) comprend une plage de fermeture (17) de contact située entre deux plages d'ouverture de contact, la fermeture et l'ouverture des contacts (4, 5) appartenant un jeu de contacts principal s'effectuant lorsque les contacts (7, 8) appartenant un jeu de contacts auxiliaire se trouvent dans ladite plage de fermeture (17), l'élément mobile (8) du jeu de contacts auxiliaire étant dans une plage d'ouverture dans les positions enclenchée et déclenchée du dispositif, le jeu de contacts principal étant enfermé dans une enceinte étanche (3) à basse pression.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément mobile (8) du contact auxiliaire est constitué par un couteau de sectionnement monté de façon visible pour indiquer la position du dispositif d'interruption.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme de liaison et d'actionnement comprend un arbre de commande (9) sur lequel sont fixés rigidement une came (10) destinée à coopérer avec l'élément mobile (5) du jeu de contacts principal et ledit couteau de sectionnement (8) du jeu de contacts auxiliaire, la rotation de l'arbre de commande étant actionnée par une tringle isolante de manoeuvre (12) agissant sur un levier d'actionnement (11) solidaire de l'arbre.
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