EP0905730A1 - Control device for electrical apparatus, for instance a high tension circuit breaker - Google Patents

Control device for electrical apparatus, for instance a high tension circuit breaker Download PDF

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Publication number
EP0905730A1
EP0905730A1 EP98402332A EP98402332A EP0905730A1 EP 0905730 A1 EP0905730 A1 EP 0905730A1 EP 98402332 A EP98402332 A EP 98402332A EP 98402332 A EP98402332 A EP 98402332A EP 0905730 A1 EP0905730 A1 EP 0905730A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
enclosure
control according
valve
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98402332A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Edmond Thuries
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grid Solutions SAS
Original Assignee
GEC Alsthom T&D SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GEC Alsthom T&D SA filed Critical GEC Alsthom T&D SA
Publication of EP0905730A1 publication Critical patent/EP0905730A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
    • H01H33/32—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator pneumatic

Definitions

  • the present invention relates to an order for electrical appliance, for example for high circuit breaker voltage.
  • an order for electrical appliance in particular for high circuit breaker voltage, housed in an envelope filled with dielectric gas under pressure forming a breaking chamber and comprising a part intended to be translated using said command which comprises an operating piston sliding in a cylindrical element fixed to the end of the envelope and connected at its opposite end to the device from the side of the active side of the piston, to a communication conduit with the interior of the envelope via a valve in the engaged position, this valve being able to take a second position, trigger position, where the gas stressing the active face of the piston is discharged from said cylindrical element.
  • said conduct of communication has an orifice open to the air atmospheric and a double seat valve which, in position closing, closes the conduit allowing the passage of the gas from the interrupting chamber to the active face of the piston and, in the release position, closes the part of the duct communicating with the breaking chamber to open the orifice towards the part of the conduit communicating with the cylindrical element causing the evacuation of gas to the outside and the decrease in pressure on the face active piston and the separation of the contacts of the circuit breaker.
  • the invention proposes an improvement of such a command allowing resetting operations, quick opening and closing.
  • the rod, the operating piston and the vacuum piston are aligned, the displacements thus being linear in the axis of the device.
  • the enclosure is advantageously fitted with a pressure switch controlling the drive mechanism, when the pressure in the enclosure is greater than a setpoint.
  • the actuation valve is a valve sliding double drawer and double seat powered by two pilot, pressurizing and setting valves depression.
  • said communication conduit is made in the wall of the cylindrical element.
  • said evacuation check valve gas from the enclosure is disposed at the mouth of a conduit gas evacuation to the enclosure of the break.
  • said exhaust duct is produced in the wall of the enclosure.
  • a permanent vacuum is applied to the annular section of the operating piston.
  • the operating piston can consist of two parts, one of small section and total travel sliding in the other with a large section and reduced stroke.
  • a spring can stress the piston operating in the latching position.
  • said drive mechanism is consisting of a motor whose shaft is connected to the piston of depression under a thread.
  • a spring can stress the setting piston vacuum, in order to reduce the effort required from the engine.
  • Figures 1A and 1B show a sectional view longitudinal of an order according to the invention, in trigger start position (or opening).
  • Figure 2 is a longitudinal sectional view partial, in the triggered position.
  • Figure 3 is a longitudinal sectional view partial, in position of start of engagement (or closing).
  • Figure 4 is a longitudinal sectional view partial of a first variant embodiment, in trigger start position.
  • Figure 5 is a longitudinal sectional view partial view of this first variant, in end of trip position.
  • Figure 6 is a longitudinal sectional view partial view of a second variant, in position start of engagement.
  • Figure 7 is a longitudinal sectional view partial view of a third alternative embodiment, in trigger start position.
  • Figure 8 is a longitudinal sectional view partial view of this third variant, in end of trip position.
  • Figure 9 is a longitudinal sectional view partial of an alternative embodiment of the mechanism training.
  • a high voltage circuit breaker is housed in an envelope 1, here in material insulating but may be metallic, filled with gas dielectric under pressure forming a breaking chamber.
  • the mobile contacts of the circuit breaker are linked to a rod 3 intended to be translated using the command.
  • this rod 2 is fixed to an operating piston 3 sliding in a cylindrical element 4 fixed at the end of the casing 1 and provided with an outlet orifice 19.
  • the piston 3 is a differential piston, its active face 3A being greater than its opposite face 3B to which is fixed for example by screwing the rod 2.
  • the interior of the cylindrical element 4 is connected to a conduit 6 of communication with the interior of envelope 1 by via an actuating valve 7 in the position of interlocking operation as shown in the Figure 3.
  • the communication conduit 6 is made in the wall of the cylindrical element 4.
  • This valve 7 can take a second position, release position as shown in the Figure 1, where the gas requesting the active face 3A of the piston 3 is evacuated from the cylindrical element 4 to a vacuum enclosure 8.
  • This actuation valve 7 is a sliding valve with double drawer 7A, 7B and with double sealing seat 4A, 4B and is actuated by two pilot valves 17, 18 moved by electromagnets 17A, 18A enclosed in housings waterproof.
  • the pilot valve 17 is supplied with pressure and, actuated, it pushes the wall 7C of the valve actuation 7, causing the application of the drawer 7B on the seat 4B formed by a shoulder on the outlet orifice 19 of the cylindrical element 4 and ensuring the opening of the passage of enclosure 4 towards the interior of envelope 1 of the breaking chamber and the closure of the passage of the cylindrical element 4 towards the enclosure 8, as shown in figure 3.
  • the pilot valve 18 is supplied with vacuum and, actuated, it pulls the wall 7C of the actuation valve 7, causing the application of the drawer 7A on the seat 4A formed of the shoulder on the outlet orifice 19 of the cylindrical element 4 and ensuring the closure of the passage from enclosure 4 to the interior of envelope 1 of breaking chamber and opening of the element passage cylindrical 4 to enclosure 8, as shown in figure 1.
  • Drawers 7A, 7B prevent gas communication in pressure and gas in depression when moving valve 7.
  • a very small orifice 22 self-feeding allows the actuation valve 7 to maintain in the position which it has received orders from pilot valves 17, 18, after closing thereof.
  • the vacuum enclosure 8 is connected to the cylindrical element 4, advantageously formed from a single part therewith, and has at least one check valve 9 gas discharge on its face opposite to the device.
  • a vacuum piston 10 slides in this enclosure 8, the active face 10A of which faces the operating piston 3 and equipped with at least one valve check valve 11 allowing only the passage of gas from the active side 10A towards the rear of the piston 10.
  • the non-return valve 9 gas discharge from the enclosure is arranged to the mouth of a gas discharge pipe 20 to inside the casing 1 of the switching chamber.
  • this discharge duct 20 is produced in the wall of the enclosure 8.
  • a reciprocating drive mechanism of the piston depression 10 consists of a motor 12 of which the shaft 16 is connected to the vacuum piston 10 by a thread, preferably a thread made on the shaft cooperating with a nut 13 secured to the piston 10.
  • a spring 14 urges the vacuum piston 10.
  • This drive mechanism is housed in a housing 15 fixed on enclosure 8.
  • the enclosure is equipped with a pressure switch 21 commanding the drive mechanism, when the prevailing pressure in the enclosure is greater than a set value.
  • the actuation valve 7 has been moved to the pulled position thanks to the pilot vacuum valve 18, ensuring the passage of the cylindrical element 4 towards the enclosure 8.
  • the vacuum piston 10 is moved to its position pulled (i.e. down seen in the figure) and the gas contained in the cylindrical element 4 is discharged towards the enclosure 8.
  • the operating piston 3 moves (downwards seen according to the figure) and causes the opening of the contacts of the circuit breaker to come into the release position shown on the figure 2.
  • valve actuator 7 To reset the circuit breaker, the valve actuator 7 is moved to the pushed position thanks to the pilot vacuum valve 17, ensuring the passage of the cylindrical element 4 towards the inside of the envelope 1 of the circuit breaker as shown in figure 3.
  • the element cylindrical 4 is filled with dielectric gas under pressure, the operating piston 3 moves (pushed up seen according to the figure) and causes the closure of the contacts of the circuit breaker to come into the on position shown in Figure 1.
  • the rest position of the vacuum piston 10 is the pulled position (low view according to the figures) but thanks to the sufficient number of check valves 11, the vacuum still prevails above piston 10, in communication with the actuation valve 7, ensuring fast maneuver.
  • the operating piston 3 consists of two parts 31, 32, one 31 of weak section and total stroke sliding in the other 32 of large section and reduced stroke.
  • the part 32 consists of a cylindrical sleeve which can slide in the element cylindrical 4 on a short stroke performed by a annular shoulder arrangement on the part 32 housed in an annular bore made in the cylindrical element 4 and delimiting a volume V4 'in communication through orifices with the interior of the cylindrical element 4.
  • Part 31 consists of a conventional piston sliding in this folder 32 and defining a volume V4 " in the cylindrical element 4 in the engaged position.
  • the annular face of the two parts 31, 32 is placed in depression through the duct 5.
  • the gas volume is then equal to V4 '+ V4 "and is minimal.
  • a spring 22 stresses the operating piston 3 in position of engagement. It is no longer necessary to plan a depression on the annular face of the piston 3 as previously.
  • the operating piston 3 consists of two parts 31, 32, one 31 of low section and total stroke sliding in the other 32 of large section and reduced stroke and is stressed by a spring 22 in the engaged position.
  • This last variant combines the characteristics of the first variant and the second variant.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Circuit Breakers (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

The gas in the chamber is used to action the control mechanism, whilst allowing rapid cycling because of the action of the double piston cylinders (3,10) and valve mechanism (7). A stem or rod (2) and the pistons are aligned.

Description

La présente invention se rapporte à une commande pour appareil électrique, par exemple pour disjoncteur haute tension.The present invention relates to an order for electrical appliance, for example for high circuit breaker voltage.

Elle concerne plus précisément une commande pour appareil électrique, en particulier pour disjoncteur haute tension, logé dans une enveloppe remplie de gaz diélectrique sous pression formant une chambre de coupure et comportant une pièce destinée à être translatée grâce à ladite commande qui comporte un piston de manoeuvre coulissant dans un élément cylindrique fixé à l'extrémité de l'enveloppe et relié, à son extrémité opposée à l'appareil du côté de la face active du piston, à un conduit de communication avec l'intérieur de l'enveloppe par l'intermédiaire d'une valve en position d'enclenchement, cette valve pouvant prendre une seconde position, position de déclenchement, où le gaz sollicitant la face active du piston est évacué dudit élément cylindrique.More specifically, it concerns an order for electrical appliance, in particular for high circuit breaker voltage, housed in an envelope filled with dielectric gas under pressure forming a breaking chamber and comprising a part intended to be translated using said command which comprises an operating piston sliding in a cylindrical element fixed to the end of the envelope and connected at its opposite end to the device from the side of the active side of the piston, to a communication conduit with the interior of the envelope via a valve in the engaged position, this valve being able to take a second position, trigger position, where the gas stressing the active face of the piston is discharged from said cylindrical element.

Une telle commande est décrite dans le document de brevet DE-B-1 003 321.Such an order is described in the document of Patent DE-B-1 003 321.

Selon ce document antérieur, ladite conduite de communication comporte un orifice ouvert vers l'air atmosphérique et une valve à double siège qui, en position d'enclenchement, ferme le conduit permettant le passage du gaz de la chambre de coupure vers la face active du piston et, en position de déclenchement, ferme la partie du conduit communiquant avec la chambre de coupure pour ouvrir l'orifice vers la partie du conduit communiquant avec l'élément cylindrique entraínant l'évacuation du gaz vers l'extérieur et la diminution de la pression sur la face active du piston et la séparation des contacts du disjoncteur.According to this prior document, said conduct of communication has an orifice open to the air atmospheric and a double seat valve which, in position closing, closes the conduit allowing the passage of the gas from the interrupting chamber to the active face of the piston and, in the release position, closes the part of the duct communicating with the breaking chamber to open the orifice towards the part of the conduit communicating with the cylindrical element causing the evacuation of gas to the outside and the decrease in pressure on the face active piston and the separation of the contacts of the circuit breaker.

Ayant pour avantage d'utiliser le gaz diélectrique sous pression de la chambre de coupure comme gaz d'actionnement de la commande, une telle commande ne permet cependant pas un cycle d'ouverture/fermeture/ouverture rapide, compte-tenu des temps nécessaires d'évacuation du gaz sous pression vers l'atmosphère et de remise en pression des parties mises à l'atmosphère après une ouverture.Having the advantage of using dielectric gas under pressure of the switching chamber as gas actuation of the command, such a command does not allow however not an open / close / open cycle fast, taking into account the necessary evacuation times of the gas under pressure to the atmosphere and re-pressure parts released to the atmosphere after an opening.

L'invention propose un perfectionnement d'une telle commande permettant des manoeuvres de réenclenchement, d'ouverture et de fermeture rapides.The invention proposes an improvement of such a command allowing resetting operations, quick opening and closing.

Pour ce faire, conformément à l'invention, la commande comporte:

  • une enceinte de mise en dépression reliée audit élément cylindrique et communiquant avec l'intérieur de celui-ci par un conduit de communication, lorsque ladite valve est en position de déclenchement, et comportant au moins un clapet anti-retour d'évacuation du gaz sur sa face opposée à l'appareil,
  • un piston de mise en dépression coulissant dans cette enceinte, dont la face active est tournée vers le piston de manoeuvre et équipée d'au moins un clapet anti-retour ne permettant que le passage du gaz de la face active vers l'arrière du piston
  • un mécanisme d'entraínement en va-et-vient dudit piston de mise en dépression.
To do this, in accordance with the invention, the command includes:
  • a vacuum enclosure connected to said cylindrical element and communicating with the interior thereof by a communication conduit, when said valve is in the release position, and comprising at least one non-return valve for evacuating gas on its face opposite to the device,
  • a vacuum piston sliding in this enclosure, the active face of which is turned towards the operating piston and equipped with at least one non-return valve allowing only the passage of gas from the active face towards the rear of the piston
  • a back and forth drive mechanism of said vacuum piston.

Selon le mode de réalisation préféré, la tige, le piston de manoeuvre et le piston de mise en dépression sont alignés, les déplacements étant ainsi linéaires dans l'axe de l'appareil.According to the preferred embodiment, the rod, the operating piston and the vacuum piston are aligned, the displacements thus being linear in the axis of the device.

Afin d'assurer la dépression dans l'enceinte de mise en dépression après montée en pression suite à des manoeuvres ou à des fuites internes, l'enceinte est avantageusement équipée d'un pressostat commandant le mécanisme d'entraínement, lorsque la pression régnant dans l'enceinte est supérieure à une valeur de consigne.In order to ensure the vacuum in the placing enclosure in depression after pressure build-up following maneuvers or internal leaks, the enclosure is advantageously fitted with a pressure switch controlling the drive mechanism, when the pressure in the enclosure is greater than a setpoint.

Avantageusement, la valve d'actionnement est une valve coulissante à double tiroir et à double siège actionnée par deux valves pilotes, de mise en pression et de mise en dépression. Advantageously, the actuation valve is a valve sliding double drawer and double seat powered by two pilot, pressurizing and setting valves depression.

De préférence, ledit conduit de communication est réalisé dans la paroi de l'élément cylindrique.Preferably, said communication conduit is made in the wall of the cylindrical element.

Avantageusement, ledit clapet anti-retour d'évacuation du gaz de l'enceinte est disposé à l'embouchure d'un conduit d'évacuation du gaz vers l'enveloppe de la chambre de coupure.Advantageously, said evacuation check valve gas from the enclosure is disposed at the mouth of a conduit gas evacuation to the enclosure of the break.

De préférence, ledit conduit d'évacuation est réalisé dans la paroi de l'enceinte.Preferably, said exhaust duct is produced in the wall of the enclosure.

Selon une variante de réalisation du piston de manoeuvre, une dépression permanente est appliquée sur la section annulaire du piston de manoeuvre.According to an alternative embodiment of the piston maneuver, a permanent vacuum is applied to the annular section of the operating piston.

Dans ce cas, pour une consommation minimale de gaz, le piston de manoeuvre peut être constitué de deux parties, l'une de faible section et de course totale coulissant dans l'autre de forte section et de course réduite.In this case, for minimum gas consumption, the operating piston can consist of two parts, one of small section and total travel sliding in the other with a large section and reduced stroke.

Avantageusement, un ressort peut solliciter le piston de manoeuvre en position d'enclenchement.Advantageously, a spring can stress the piston operating in the latching position.

Classiquement, ledit mécanisme d'entraínement est constitué d'une moteur dont l'arbre est relié au piston de mise en dépression par un filetage.Conventionally, said drive mechanism is consisting of a motor whose shaft is connected to the piston of depression under a thread.

Un ressort peut solliciter le piston de mise en dépression, afin de diminuer l'effort demandée au moteur.A spring can stress the setting piston vacuum, in order to reduce the effort required from the engine.

L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention.The invention is described below in more detail at using figures representing only one embodiment preferred of the invention.

Les figures 1A et 1B représentent une vue en coupe longitudinale d'une commande conforme à l'invention, en position de début de déclenchement (ou ouverture).Figures 1A and 1B show a sectional view longitudinal of an order according to the invention, in trigger start position (or opening).

La figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle, en position déclenchée.Figure 2 is a longitudinal sectional view partial, in the triggered position.

La figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle, en position de début d'enclenchement (ou fermeture).Figure 3 is a longitudinal sectional view partial, in position of start of engagement (or closing).

La figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une première variante de réalisation, en position de début de déclenchement. Figure 4 is a longitudinal sectional view partial of a first variant embodiment, in trigger start position.

La figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle de cette première variante de réalisation, en position de fin de déclenchement.Figure 5 is a longitudinal sectional view partial view of this first variant, in end of trip position.

La figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une seconde variante de réalisation, en position de début d'enclenchement.Figure 6 is a longitudinal sectional view partial view of a second variant, in position start of engagement.

La figure 7 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une troisième variante de réalisation, en position de début de déclenchement.Figure 7 is a longitudinal sectional view partial view of a third alternative embodiment, in trigger start position.

La figure 8 est une vue en coupe longitudinale partielle de cette troisième variante de réalisation, en position de fin de déclenchement.Figure 8 is a longitudinal sectional view partial view of this third variant, in end of trip position.

La figure 9 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une variante de réalisation du mécanisme d'entraínement.Figure 9 is a longitudinal sectional view partial of an alternative embodiment of the mechanism training.

Un disjoncteur haute tension, non visible sur les figures, est logé dans une enveloppe 1, ici en matériau isolant mais pouvant être métallique, remplie de gaz diélectrique sous pression formant une chambre de coupure. Les contacts mobiles du disjoncteur sont liés à une tige 3 destinée à être translatée grâce à la commande. A son extrémité, cette tige 2 est fixée à un piston de manoeuvre 3 coulissant dans un élément cylindrique 4 fixé à l'extrémité de l'enveloppe 1 et pourvu d'un orifice de sortie 19.A high voltage circuit breaker, not visible on the figures, is housed in an envelope 1, here in material insulating but may be metallic, filled with gas dielectric under pressure forming a breaking chamber. The mobile contacts of the circuit breaker are linked to a rod 3 intended to be translated using the command. To his end, this rod 2 is fixed to an operating piston 3 sliding in a cylindrical element 4 fixed at the end of the casing 1 and provided with an outlet orifice 19.

Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le piston 3 est un piston différentiel, sa face active 3A étant supérieure à sa face opposée 3B à laquelle est fixée par exemple par vissage la tige 2.According to the embodiment shown in the figure 1, the piston 3 is a differential piston, its active face 3A being greater than its opposite face 3B to which is fixed for example by screwing the rod 2.

De préférence, pour augmenter l'effet de pression différentielle sur le piston 3, une dépression permanente est appliquée sur la section annulaire 3C du piston de manoeuvre par le canal 5, le piston 3 étant pourvu de joints annulaires d'étanchéité à proximité de ses faces d'extrémité 3A et 3B.Preferably, to increase the pressure effect differential on piston 3, permanent vacuum is applied to the annular section 3C of the piston of operation via channel 5, the piston 3 being provided with seals sealing rings near its end faces 3A and 3B.

Du côté de la face active 3A du piston 3, l'intérieur de l'élément cylindrique 4 est relié à un conduit 6 de communication avec l'intérieur de l'enveloppe 1 par l'intermédiaire d'une valve d'actionnement 7 en position de manoeuvre d'enclenchement telle que représentée sur la figure 3. Avantageusement, le conduit de communication 6 est réalisé dans la paroi de l'élément cylindrique 4.On the side of the active face 3A of the piston 3, the interior of the cylindrical element 4 is connected to a conduit 6 of communication with the interior of envelope 1 by via an actuating valve 7 in the position of interlocking operation as shown in the Figure 3. Advantageously, the communication conduit 6 is made in the wall of the cylindrical element 4.

Cette valve 7 peut prendre une seconde position, position de déclenchement telle que représentée sur la figure 1, où le gaz sollicitant la face active 3A du piston de manoeuvre 3 est évacué de l'élément cylindrique 4 vers une enceinte de mise en dépression 8.This valve 7 can take a second position, release position as shown in the Figure 1, where the gas requesting the active face 3A of the piston 3 is evacuated from the cylindrical element 4 to a vacuum enclosure 8.

Cette valve d'actionnement 7 est une valve coulissante à double tiroir 7A, 7B et à double siège d'étanchéité 4A, 4B et est actionnée par deux valves pilotes 17, 18 mue par des électro-aimants 17A, 18A enfermés dans des boítiers étanches.This actuation valve 7 is a sliding valve with double drawer 7A, 7B and with double sealing seat 4A, 4B and is actuated by two pilot valves 17, 18 moved by electromagnets 17A, 18A enclosed in housings waterproof.

La valve pilote 17 est alimentée en pression et, actionnée, elle pousse la paroi 7C de la valve d'actionnement 7, entraínant l'application du tiroir 7B sur le siège 4B formé d'un épaulement sur l'orifice 19 de sortie de l'élément cylindrique 4 et assurant l'ouverture du passage de l'enceinte 4 vers l'intérieur de l'enveloppe 1 de la chambre de coupure et la fermeture du passage de l'élément cylindrique 4 vers l'enceinte 8, comme représentée sur la figure 3.The pilot valve 17 is supplied with pressure and, actuated, it pushes the wall 7C of the valve actuation 7, causing the application of the drawer 7B on the seat 4B formed by a shoulder on the outlet orifice 19 of the cylindrical element 4 and ensuring the opening of the passage of enclosure 4 towards the interior of envelope 1 of the breaking chamber and the closure of the passage of the cylindrical element 4 towards the enclosure 8, as shown in figure 3.

La valve pilote 18 est alimentée en dépression et, actionnée, elle tire la paroi 7C de la valve d'actionnement 7, entraínant l'application du tiroir 7A sur le siège 4A formé de l'épaulement sur l'orifice 19 de sortie de l'élément cylindrique 4 et assurant la fermeture du passage de l'enceinte 4 vers l'intérieur de l'enveloppe 1 de la chambre de coupure et l'ouverture du passage de l'élément cylindrique 4 vers l'enceinte 8, comme représentée sur la figure 1.The pilot valve 18 is supplied with vacuum and, actuated, it pulls the wall 7C of the actuation valve 7, causing the application of the drawer 7A on the seat 4A formed of the shoulder on the outlet orifice 19 of the cylindrical element 4 and ensuring the closure of the passage from enclosure 4 to the interior of envelope 1 of breaking chamber and opening of the element passage cylindrical 4 to enclosure 8, as shown in figure 1.

Les tiroirs 7A, 7B empêchent la communication du gaz en pression et du gaz en dépression lors du déplacement de la valve 7. Drawers 7A, 7B prevent gas communication in pressure and gas in depression when moving valve 7.

Un orifice de très faible diamètre 22 d'autoalimentation permet à la valve d'actionnement 7 de se maintenir dans la position dont elle a reçu l'ordre par les valves pilotes 17, 18, après la fermeture de celles-ci.A very small orifice 22 self-feeding allows the actuation valve 7 to maintain in the position which it has received orders from pilot valves 17, 18, after closing thereof.

L'enceinte de mise en dépression 8 est reliée à l'élément cylindrique 4, avantageusement formée d'une seule pièce avec celui-ci, et comporte au moins un clapet anti-retour 9 d'évacuation du gaz sur sa face opposée à l'appareil. Un piston de mise en dépression 10 coulisse dans cette enceinte 8, dont la face active 10A est tournée vers le piston de manoeuvre 3 et équipée d'au moins un clapet anti-retour 11 ne permettant que le passage du gaz de la face active 10A vers l'arrière du piston 10. Le clapet anti-retour 9 d'évacuation du gaz de l'enceinte est disposé à l'embouchure d'un conduit d'évacuation 20 du gaz vers l'intérieur de l'enveloppe 1 de la chambre de coupure. Avantageusement, ce conduit d'évacuation 20 est réalisé dans la paroi de l'enceinte 8.The vacuum enclosure 8 is connected to the cylindrical element 4, advantageously formed from a single part therewith, and has at least one check valve 9 gas discharge on its face opposite to the device. A vacuum piston 10 slides in this enclosure 8, the active face 10A of which faces the operating piston 3 and equipped with at least one valve check valve 11 allowing only the passage of gas from the active side 10A towards the rear of the piston 10. The non-return valve 9 gas discharge from the enclosure is arranged to the mouth of a gas discharge pipe 20 to inside the casing 1 of the switching chamber. Advantageously, this discharge duct 20 is produced in the wall of the enclosure 8.

Un mécanisme d'entraínement en va-et-vient du piston de mise en dépression 10 est constitué d'un moteur 12 dont l'arbre 16 est relié au piston de mise en dépression 10 par un filetage, de préférence un filetage réalisé sur l'arbre coopérant avec un écrou 13 solidaire du piston 10. Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 9, un ressort 14 sollicite le piston de mise en dépression 10. Ce mécanisme d'entraínement est logé dans un carter 15 fixé sur l'enceinte 8.A reciprocating drive mechanism of the piston depression 10 consists of a motor 12 of which the shaft 16 is connected to the vacuum piston 10 by a thread, preferably a thread made on the shaft cooperating with a nut 13 secured to the piston 10. According to the variant embodiment shown in FIG. 9, a spring 14 urges the vacuum piston 10. This drive mechanism is housed in a housing 15 fixed on enclosure 8.

Le disjoncteur avec sa tige 2, le piston de manoeuvre 3, le piston de mise en dépression 10 et le mécanisme d'entraínement sont alignés.The circuit breaker with its rod 2, the operating piston 3, the vacuum piston 10 and the mechanism are aligned.

L'enceinte est équipée d'un pressostat 21 commandant le mécanisme d'entraínement, lorsque la pression régnant dans l'enceinte est supérieure à une valeur de consigne. Ainsi, en cas de montée de la dépression dans l'enceinte 8, à la suite de manoeuvres ou de fuites, le piston de mise en dépression 10 est déplacé d'un va-et-vient par le mécanisme d'entraínement afin de rétablir la dépression.The enclosure is equipped with a pressure switch 21 commanding the drive mechanism, when the prevailing pressure in the enclosure is greater than a set value. Thus, in the event of a rise in the depression in enclosure 8, following maneuvers or leaks, the setting piston depression 10 is moved back and forth by the mechanism training to restore depression.

Le fonctionnement de la commande est le suivant.The operation of the control is as follows.

En début de déclenchement, représenté sur la figure 1, la valve d'actionnement 7 a été déplacée en position tirée grâce à la valve pilote de dépression 18, assurant le passage de l'élément cylindrique 4 vers l'enceinte 8. Le piston de mise en dépression 10 est déplacé dans sa position tiré (soit vers le bas vu selon la figure) et le gaz contenu dans l'élément cylindrique 4 est évacué vers l'enceinte 8. Le piston de manoeuvre 3 se déplace (vers le bas vu selon la figure) et entraíne l'ouverture des contacts du disjoncteur pour venir en position de déclenchement représentée sur la figure 2.At the start of triggering, represented in FIG. 1, the actuation valve 7 has been moved to the pulled position thanks to the pilot vacuum valve 18, ensuring the passage of the cylindrical element 4 towards the enclosure 8. The vacuum piston 10 is moved to its position pulled (i.e. down seen in the figure) and the gas contained in the cylindrical element 4 is discharged towards the enclosure 8. The operating piston 3 moves (downwards seen according to the figure) and causes the opening of the contacts of the circuit breaker to come into the release position shown on the figure 2.

Pour réenclencher le disjoncteur, la valve d'actionnement 7 est déplacée en position poussée grâce à la valve pilote de dépression 17, assurant le passage de l'élément cylindrique 4 vers l'intérieur de l'enveloppe 1 du disjoncteur comme représenté sur la figure 3. L'élément cylindrique 4 est rempli de gaz diélectrique sous pression, le piston de manoeuvre 3 se déplace (poussé vers le haut vu selon la figure) et entraíne la fermeture des contacts du disjoncteur pour venir en position d'enclenchement représentée sur la figure 1.To reset the circuit breaker, the valve actuator 7 is moved to the pushed position thanks to the pilot vacuum valve 17, ensuring the passage of the cylindrical element 4 towards the inside of the envelope 1 of the circuit breaker as shown in figure 3. The element cylindrical 4 is filled with dielectric gas under pressure, the operating piston 3 moves (pushed up seen according to the figure) and causes the closure of the contacts of the circuit breaker to come into the on position shown in Figure 1.

Compte-tenu de la forme du piston de manoeuvre à section variable ou avantageusement, compte-tenu de la dépression constamment appliquée sur sa face annulaire 3C, lorsque la pression du gaz diélectrique est exercée sur sa face active 3A, cette face 3A subit une pression supérieure à celle exercée sur sa face opposée 3B dans la chambre de coupure.Given the shape of the operating piston at variable section or advantageously, taking into account the vacuum constantly applied on its annular face 3C, when the pressure of the dielectric gas is exerted on its active face 3A, this face 3A is subjected to a higher pressure to that exerted on its opposite face 3B in the chamber of break.

La position au repos du piston de mise en dépression 10 est la position tirée (basse vue selon les figures) mais grâce aux clapets anti-retour 11 en nombre suffisant, la dépression règne toujours au-dessus du piston 10, en communication avec la valve d'actionnement 7, assurant une manoeuvre rapide.The rest position of the vacuum piston 10 is the pulled position (low view according to the figures) but thanks to the sufficient number of check valves 11, the vacuum still prevails above piston 10, in communication with the actuation valve 7, ensuring fast maneuver.

Lors d'un déclenchement, le gaz contenu dans l'élément cylindrique 4 de volume V4 est évacué dans l'enceinte de mise en dépression 8 et fait monter la pression régnant dans cette enceinte 8. Ceci est préjudiciable à un cycle de réenclenchement rapide. Il est donc souhaitable que cette montée soit la plus petite possible et donc que le volume V4 soit le plus petit possible.When triggered, the gas contained in the element cylindrical 4 of volume V4 is discharged into the enclosure of depression 8 and increases the pressure in this enclosure 8. This is detrimental to a cycle of quick reset. It is therefore desirable that this rise as small as possible and therefore that the volume V4 be as small as possible.

Pour ce faire, des variantes de réalisation du piston de manoeuvre 3 sont proposées.To do this, variant embodiments of the piston 3 are proposed.

Selon une première variante représentée sur la figure 4 en position de début de déclenchement et la figure 5 en position de fin de déclenchement, le piston de manoeuvre 3 est constitué de deux parties 31, 32, l'une 31 de faible section et de course totale coulissant dans l'autre 32 de forte section et de course réduite.According to a first variant shown in the figure 4 in trigger start position and Figure 5 in end of tripping position, the operating piston 3 consists of two parts 31, 32, one 31 of weak section and total stroke sliding in the other 32 of large section and reduced stroke.

Plus précisément, la partie 32 est constituée d'une chemise cylindrique pouvant coulisser dans l'élément cylindrique 4 sur une faible course réalisée par un agencement d'épaulement annulaire sur la partie 32 logé dans un alésage annulaire réalisé dans l'élément cylindrique 4 et délimitant un volume V4' en communication par des orifices avec l'intérieur de l'élément cylindrique 4.More specifically, the part 32 consists of a cylindrical sleeve which can slide in the element cylindrical 4 on a short stroke performed by a annular shoulder arrangement on the part 32 housed in an annular bore made in the cylindrical element 4 and delimiting a volume V4 'in communication through orifices with the interior of the cylindrical element 4.

La partie 31 est elle constituée d'un piston classique coulissant dans cette chemise 32 et délimitant un volume V4" dans l'élément cylindrique 4 en position enclenchée.Part 31 consists of a conventional piston sliding in this folder 32 and defining a volume V4 " in the cylindrical element 4 in the engaged position.

La face annulaire des seux parties 31, 32 est mise en dépression par le conduit 5.The annular face of the two parts 31, 32 is placed in depression through the duct 5.

Le volume de gaz est alors égal à V4' + V4" et est minimal.The gas volume is then equal to V4 '+ V4 "and is minimal.

Selon une seconde variante représentée sur la figure 6 en position de début de déclenchement, un ressort 22 sollicite le piston de manoeuvre 3 en position d'enclenchement. Il n'est alors plus nécessaire de prévoir une dépression sur la face annulaire du piston 3 comme précédemment.According to a second variant shown in Figure 6 in the start triggering position, a spring 22 stresses the operating piston 3 in position of engagement. It is no longer necessary to plan a depression on the annular face of the piston 3 as previously.

Selon une troisième variante représentée sur la figure 7 en position de début d'enclenchement et la figure 8 en position de fin de déclenchement, le piston de manoeuvre 3 est constitué de deux parties 31, 32, l'une 31 de faible section et de course totale coulissant dans l'autre 32 de forte section et de course réduite et est sollicité par un ressort 22 en position enclenchée. Cette dernière variante allie les caractéristiques de la première variante et de la seconde variante.According to a third variant shown in the figure 7 in start-up position and FIG. 8 in end of tripping position, the operating piston 3 consists of two parts 31, 32, one 31 of low section and total stroke sliding in the other 32 of large section and reduced stroke and is stressed by a spring 22 in the engaged position. This last variant combines the characteristics of the first variant and the second variant.

Claims (12)

Commande pour appareil électrique, en particulier pour disjoncteur haute tension, logé dans une enveloppe (1) remplie de gaz diélectrique sous pression formant une chambre de coupure et comportant une pièce (2) destinée à être translatée grâce à ladite commande qui comporte un piston de manoeuvre (3) coulissant dans un élément cylindrique (4) fixé à l'extrémité de l'enveloppe (1) et relié, à son extrémité opposée à l'appareil du côté de la face active (3A) du piston (3), à un conduit de communication (6) avec l'intérieur de l'enveloppe (1) par l'intermédiaire d'une valve d'actionnement (7) en position d'enclenchement, cette valve (7) pouvant prendre une seconde position, position de déclenchement, où le gaz sollicitant la face active (3A) du piston (3) est évacué dudit élément cylindrique (4), commande caractérisée en ce qu'elle comporte: une enceinte de mise en dépression (8) reliée audit élément cylindrique (4) et communiquant avec l'intérieur de celui-ci par un conduit de communication (6), lorsque ladite valve (7) est en position de déclenchement, et comportant au moins un clapet anti-retour (9) d'évacuation du gaz sur sa face opposée à l'appareil, un piston de mise en dépression (10) coulissant dans cette enceinte (8), dont la face active (10A) est tournée vers le piston de manoeuvre (3) et équipée d'au moins un clapet anti-retour (11) ne permettant que le passage du gaz de la face active (10A) vers l'arrière du piston (10), un mécanisme d'entraínement en va-et-vient dudit piston de mise en dépression (10). Control for an electrical appliance, in particular for a high-voltage circuit breaker, housed in an envelope (1) filled with pressurized dielectric gas forming a breaking chamber and comprising a part (2) intended to be translated by means of said control which comprises a piston of maneuver (3) sliding in a cylindrical element (4) fixed to the end of the casing (1) and connected, at its end opposite to the device on the side of the active face (3A) of the piston (3), a communication conduit (6) with the interior of the envelope (1) via an actuation valve (7) in the engaged position, this valve (7) being able to assume a second position, trigger position, where the gas urging the active face (3A) of the piston (3) is discharged from said cylindrical element (4), control characterized in that it comprises: a vacuum enclosure (8) connected to said cylindrical element (4) and communicating with the interior thereof by a communication conduit (6), when said valve (7) is in the release position, and comprising at at least one non-return valve (9) for evacuating the gas on its face opposite the appliance, a vacuum piston (10) sliding in this enclosure (8), the active face (10A) of which is turned towards the operating piston (3) and equipped with at least one non-return valve (11) not allowing that the passage of gas from the active face (10A) towards the rear of the piston (10), a back and forth drive mechanism of said vacuum piston (10). Commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (2), le piston de manoeuvre (3) et le piston de mise en dépression (10) sont alignés. Control according to claim 1, characterized in what the rod (2), the operating piston (3) and the piston depression (10) are aligned. Commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enceinte (8) est équipée d'un pressostat (21) commandant le mécanisme d'entraínement, lorsque la pression régnant dans l'enceinte (8) est supérieure à une valeur de consigne.Control according to one of the claims previous, characterized in that the enclosure (8) is equipped with a pressure switch (21) controlling the mechanism drive, when the pressure in the enclosure (8) is greater than a set value. Commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la valve d'actionnement (7) est une valve coulissante à double tiroir (7A, 7B) et à double siège (4A, 4B) actionnée par deux valves pilotes (17, 18), de mise en pression et de mise en dépression.Control according to one of the claims previous, characterized in that the actuation valve (7) is a sliding valve with double drawer (7A, 7B) and double seat (4A, 4B) actuated by two pilot valves (17, 18), pressurization and depression. Commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit conduit de communication (6) est réalisé dans la paroi de l'élément cylindrique (4).Control according to one of the claims above, characterized in that said duct communication (6) is made in the wall of the element cylindrical (4). Commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit clapet anti-retour (9) d'évacuation du gaz de l'enceinte (8) est disposé à l'embouchure d'un conduit d'évacuation (20) du gaz vers l'intérieur de l'enveloppe (1) de la chambre de coupure.Control according to one of the claims previous, characterized in that said non-return valve (9) for evacuating the gas from the enclosure (8) is arranged to the mouth of a gas discharge pipe (20) to the interior of the enclosure (1) of the switching chamber. Commande selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit conduit d'évacuation (20) est réalisé dans la paroi de l'enceinte (8).Control according to claim 7, characterized in that said exhaust duct (20) is made in the enclosure wall (8). Commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une dépression permanente est appliquée sur la section annulaire (3C) du piston de manoeuvre (3).Control according to one of the claims previous, characterized in that a permanent depression is applied to the annular section (3C) of the piston operation (3). Commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée le piston de manoeuvre (3) est constitué de deux parties (31, 32), l'une (31) de faible section et de course totale coulissant dans l'autre (32) de forte section et de course réduite.Control according to one of the claims previous, characterized the operating piston (3) is consisting of two parts (31, 32), one (31) of low section and total stroke sliding in the other (32) of large section and reduced stroke. Commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un ressort (22) sollicite le piston de manoeuvre (3) en position d'enclenchement.Control according to one of the claims previous, characterized in that a spring (22) biases the operating piston (3) in the engaged position. Commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit mécanisme d'entraínement est constitué d'un moteur (12) dont l'arbre (16) est relié au piston de mise en dépression (10) par un filetage.Control according to one of the claims previous, characterized in that said mechanism drive consists of a motor (12) whose shaft (16) is connected to the vacuum piston (10) by a thread. Commande selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'un ressort (14) sollicite le piston de mise en dépression (10).Control according to claim 11, characterized in that a spring (14) urges the setting piston depression (10).
EP98402332A 1997-09-25 1998-09-23 Control device for electrical apparatus, for instance a high tension circuit breaker Withdrawn EP0905730A1 (en)

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