FR2751462A1 - High voltage circuit breaker with self-blower for dielectric gas - Google Patents
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Abstract
Description
DISJONCTEUR A HAUTE TENSION A AUTO-SOUFFLAGE D'ARC
La présente invention concerne un disjoncteur à haute tension à auto-soufflage d'arc.HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER WITH SELF-BLOWING ARC
The present invention relates to a high voltage circuit breaker with arc self-blowing.
Un tel disjoncteur est décrit par exemple dans le document EP-A2- 0 475 270. Such a circuit breaker is described, for example, in document EP-A2- 0 475 270.
Le disjoncteur comprend, pour chaque pôle, une enveloppe isolante remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques. The circuit breaker includes, for each pole, an insulating envelope filled with gases with good dielectric properties.
A l'intérieur de l'enveloppe se trouvent un ensemble fixe comprenant un contact pour le passage du courant permanent et un contact d'arc, tous deux reliés à une première prise de courant, et un ensemble mobile comprenant un contact pour le passage du courant permanent et un contact d'arc, tous deux reliés mécaniquement à une commande et électriquement à une seconde prise de courant; l'ensemble mobile est complété par un cylindre de compression, coopérant avec un piston, débouchant dans un volume de soufflage terminé par une buse de soufflage. Inside the enclosure there is a fixed assembly comprising a contact for the passage of the permanent current and an arcing contact, both connected to a first socket-outlet, and a mobile assembly comprising a contact for the passage of the continuous current and an arcing contact, both mechanically connected to a control and electrically to a second socket; the movable assembly is completed by a compression cylinder, cooperating with a piston, opening into a blowing volume terminated by a blowing nozzle.
Dans un tel disjoncteur, le gaz du volume d'expansion s'échauffe lors de l'apparition de l'arc; la pression dans le volume d'expansion augmente. Au premier passage par zéro du courant, le gaz du volume d'expansion se détend et poussé par le gaz du volume de compression, est dirigé sur l'arc qu'il éteint. In such a circuit breaker, the gas in the expansion volume heats up when the arc appears; the pressure in the expansion volume increases. At the first zero crossing of the current, the gas of the expansion volume expands and pushed by the gas of the compression volume, is directed on the arc which it extinguishes.
I1 a été observé que le risque de réamorçage est diminué de manière importante lorsque le gaz soufflé sur l'arc en fin de coupure est froid. It has been observed that the risk of re-ignition is significantly reduced when the gas blown onto the arc at the end of the cut is cold.
Un but de la présente invention est de réaliser un disjoncteur du type précité dans lequel il est possible de souffler sur l'arc un gaz ayant une température bien inférieure à celle du gaz des disjoncteurs de type connu, de manière à réduire les risques de réamorçage. An object of the present invention is to provide a circuit breaker of the aforementioned type in which it is possible to blow on the arc a gas having a temperature much lower than that of gas of circuit breakers of known type, so as to reduce the risks of re-ignition .
Disjoncteur à haute tension à auto-soufflage d'arc comprenant une enveloppe (1) remplie d'un gaz à bonnes propriétés diélectriques à l'intérieur de laquelle se trouvent un ensemble fixe comprenant un contact principal (3) et un contact d'arc (5, 5A) et un ensemble mobile comprenant un contact principal (8B), un contact d'arc (15), un volume de compression (V1) coopérant avec un piston fixe (11), et un volume d'expansion (V2) disposé entre le volume de compression (V1) et une buse de soufflage (12), le volume de compression (V1) étant séparé du volume d'expansion (V2) par un disque (8A) muni d'ouvertures (9) équipées de soupapes unidirectionnelles (10) autorisant le passage du gaz dans le sens allant du volume de compression (V1) vers le volume d'expansion (V2) , caractérisé en ce le volume d'expansion est divisée en deux zones annulaires, une première zone constituant un premier passage munie de chicanes et s'étendant entre le voisinage du col de la buse (12) et lesdites ouvertures (9) et une seconde zone constituant un second passage parallèle au premier passage, les extrémités respectives des deux passage se rejoignant, le disjoncteur comprenant en outre un obturateur (25) actionné dans un sens par l'augmentation de pression due à l'échauffement produit par l'arc lors d'une manoeuvre d'ouverture et dans l'autre sens par un ressort de rappel (27), ledit obturateur étant agencé pour fermer l'entrée côté buse du second passage et ouvrir l'entrée côté buse du premier passage lors de ladite augmentation de pression, et fermer l'entrée côté buse du premier passage et ouvrir l'entrée côté buse du second passage lors de de la chute ultérieure de pression. High voltage circuit breaker with self-blowing arc comprising a casing (1) filled with a gas having good dielectric properties inside which is a fixed assembly comprising a main contact (3) and an arcing contact (5, 5A) and a movable assembly comprising a main contact (8B), an arcing contact (15), a compression volume (V1) cooperating with a fixed piston (11), and an expansion volume (V2 ) disposed between the compression volume (V1) and a blowing nozzle (12), the compression volume (V1) being separated from the expansion volume (V2) by a disc (8A) provided with openings (9) equipped of one-way valves (10) allowing the passage of gas in the direction from the compression volume (V1) to the expansion volume (V2), characterized in that the expansion volume is divided into two annular zones, a first zone constituting a first passage provided with baffles and extending between the vicinity of the neck of the nozzle (12) and the esaid openings (9) and a second zone constituting a second passage parallel to the first passage, the respective ends of the two passage joining, the circuit breaker further comprising a shutter (25) actuated in one direction by the pressure increase due to l '' heating produced by the arc during an opening operation and in the other direction by a return spring (27), said shutter being arranged to close the inlet on the nozzle side of the second passage and open the inlet on the side nozzle of the first passage during said increase in pressure, and close the inlet on the nozzle side of the first passage and open the inlet on the nozzle side of the second passage during the subsequent pressure drop.
L'invention a pour objet un Disjoncteur à haute tension à auto-soufflage d'arc comprenant une enveloppe remplie d'un gaz à bonnes propriétés diélectriques à l'intérieur de laquelle se trouvent un ensemble fixe comprenant un contact principal et un contact d'arc et un ensemble mobile comprenant un contact principal, un contact d'arc, un volume de compression coopérant avec un piston fixe, et un volume d'expansion disposé entre le volume de compression et une buse de soufflage, le volume de compression étant séparé du volume d'expansion par un disque muni d'ouverture équipées de soupapes unidirectionnelles autorisant le passage du gaz dans le sens allant du volume de compression vers le volume d'expansion, caractérisé en ce le volume d'expansion est divisée en deux zones annulaires, une première zone constituant un premier passage,dit passage intérieur, munie de chicanes et s'étendant entre le voisinage du col de la buse et lesdites ouvertures et une seconde zone constituant un second passage, dit passage extérieur, parallèle au premier passage, les extrémités respectives des deux passage se rejoignant, le disjoncteur comprenant en outre un obturateur actionné dans un sens par l'augmentation de pression due à l'échauffement produit par l'arc lors d'une manoeuvre d'ouverture et dans l'autre sens par un ressort de rappel, ledit obturateur étant agencé pour fermer l'entrée côté buse du second passage, extérieur, et ouvrir l'entrée côté buse du premier passage, intérieur, lors de ladite augmentation de pression, et fermer l'entrée côté buse du premier passage, intérieur, et ouvrir l'entrée côté buse du second passage, extérieur, lors de de la chute ultérieure de pression. The subject of the invention is a high voltage circuit breaker with arc self-blowing comprising a casing filled with a gas having good dielectric properties inside which there is a fixed assembly comprising a main contact and a contact of arc and a movable assembly comprising a main contact, an arcing contact, a compression volume cooperating with a fixed piston, and an expansion volume disposed between the compression volume and a blowing nozzle, the compression volume being separated of the expansion volume by a disc provided with opening equipped with one-way valves allowing the passage of gas in the direction going from the compression volume to the expansion volume, characterized in that the expansion volume is divided into two annular zones , a first zone constituting a first passage, said interior passage, provided with baffles and extending between the vicinity of the neck of the nozzle and said openings and a second zone co nstituating a second passage, said external passage, parallel to the first passage, the respective ends of the two passage meeting, the circuit breaker further comprising a shutter actuated in one direction by the pressure increase due to the heating produced by the arc during an opening operation and in the other direction by a return spring, said shutter being arranged to close the inlet on the nozzle side of the second passage, outside, and open the inlet on the nozzle side of the first passage, inside, during said pressure increase, and close the inlet side nozzle of the first passage, interior, and open the inlet side nozzle of the second passage, exterior, during the subsequent pressure drop.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description d'un exemple de réalisation, en référence au dessin ci-annexé dans lequel:
- la figure 1 est une vue partielle en demi-coupe axiale d'un pôle de disjoncteur selon l'invention, représenté en position enclenchée,
- la figure 2 est une vue similaire, au cours d'une manoeuvre d'ouverture,
- la figure 3 est une vue similaire, au moment du passage par zéro du courant.The invention will be clearly understood on reading the description of an exemplary embodiment, with reference to the attached drawing in which:
FIG. 1 is a partial view in axial half-section of a circuit breaker pole according to the invention, shown in the engaged position,
FIG. 2 is a similar view, during an opening maneuver,
- Figure 3 is a similar view, when the current crosses zero.
Les figures ne représentent que partiellement un pôle de disjoncteur. Les éléments non représentés sont connus et on pourra se référer au document mentionné dans le préambule du présent mémoire. Bien que les exemples concernent un disjoncteur de type ouvert, il est bien entendu que l'invention s'applique à un disjoncteur à enveloppe métallique à la terre. The figures only partially represent a circuit breaker pole. The elements not shown are known and reference may be made to the document mentioned in the preamble to this memorandum. Although the examples relate to a circuit breaker of the open type, it is understood that the invention applies to a circuit breaker with a metal shell to earth.
On distingue dans le Fig.l un ensemble fixe comprenant:
- une enveloppe céramique 1, étanche, renfermant un gaz à bonnes propriétés diélectriques tel que l'hexafluorure de soufre SF6.In Fig. 1, there is a fixed assembly comprising:
- A ceramic envelope 1, sealed, containing a gas with good dielectric properties such as sulfur hexafluoride SF6.
- un tube métallique fixe 2, relié à une première prise de courant non représentée, et portant des doigts de contact 3 pour le passage du courant permanent; les doigts 3 sont protégés par des capots pare-effluves 4. - A fixed metal tube 2, connected to a first outlet not shown, and carrying contact fingers 3 for the passage of permanent current; the fingers 3 are protected by corona shields 4.
- un tube métallique fixe 5, relié à la première prise de courant et terminé par un embout 5A en alliage résistant aux effets de l'arc, par exemple en alliage à base de tunstène. Ce tube 5-5A constitue le contact d'arc fixe. - A fixed metal tube 5, connected to the first socket and terminated by a tip 5A of alloy resistant to the effects of the arc, for example alloy based on tunstene. This 5-5A tube constitutes the fixed arcing contact.
Le disjoncteur comprend en outre un ensemble mobile comportant les éléments ci-apres:
- un tube métallique 7, relié électriquement à une seconde prise de courant non représentée et fermée à une extrémité par une pièce métallique 8 comprenant une partie discale 8A et une portion tubulaire 8B. La portion discale, munie d'ouvertures 9 pouvant être obturées par une soupape unidirectionnelle 10, délimite avec le tube 7 un volume de compression (V1) fermé par un piston fixe 11 visible dans la
Fig.3. La portion tubulaire 8B présente une extrémité amincie servant de contact pour le passage du courant permanent en coopérant pour cela avec les doigts 3. La portion tubulaire 8B sert également de support à une buse de soufflage 12, réalisée de préférence matériau isolant tel que le polytétrafluoréthylène.The circuit breaker also comprises a mobile assembly comprising the following elements:
- A metal tube 7, electrically connected to a second outlet not shown and closed at one end by a metal part 8 comprising a disc part 8A and a tubular portion 8B. The disc portion, provided with openings 9 which can be closed by a one-way valve 10, defines with the tube 7 a compression volume (V1) closed by a fixed piston 11 visible in the
Fig. 3. The tubular portion 8B has a tapered end serving as a contact for the passage of the permanent current by cooperating for this with the fingers 3. The tubular portion 8B also serves as a support for a blowing nozzle 12, preferably made of insulating material such as polytetrafluoroethylene .
- un tube métallique 14, coaxial et intérieur au tube 7 et servant de support à des doigts de contact 15 protégés par un capotage 16 en matériau isolant tel que PTFE. Un tube 17 sépare les doigts 16 du contact d'arc fixe 5-SA. Le tube métallique 14 est relié à une commande non représentée. - A metal tube 14, coaxial and inside the tube 7 and serving as a support for contact fingers 15 protected by a cover 16 made of insulating material such as PTFE. A tube 17 separates the fingers 16 from the fixed arcing contact 5-SA. The metal tube 14 is connected to a control not shown.
Le volume V2 délimité par le disque 8A, la pièce tubulaire 8B, et la buse 12, appelé volume d'expansion, est divisé en deux zones annulaires. La première zone, proche du contact d'arc, est délimitée par le capotage 16 et par plusieurs portions cylindriques 21, 22 et 23. La première zone constitue un premier passage s'étendant du voisinage du col de la buse 12 aux ouvertures 9. On appellera ce passage: passage intérieur. The volume V2 delimited by the disc 8A, the tubular part 8B, and the nozzle 12, called the expansion volume, is divided into two annular zones. The first zone, close to the arcing contact, is delimited by the cowling 16 and by several cylindrical portions 21, 22 and 23. The first zone constitutes a first passage extending from the vicinity of the neck of the nozzle 12 to the openings 9. We will call this passage: interior passage.
La seconde zone est délimitée par la paroi du tube 8B, par la paroi interne de la buse et par les tubes 21 et 23;
Cette zone constitue un second passage, annulaire, parallèle au premier passage, mais sans chicanes. On appellera ce second passage: passage extérieur; Les deux passages se rejoignent à leurs extrémités respectives.The second zone is delimited by the wall of the tube 8B, by the internal wall of the nozzle and by the tubes 21 and 23;
This zone constitutes a second, annular passage, parallel to the first passage, but without baffles. This second passage will be called: exterior passage; The two passages meet at their respective ends.
Selon une caractéristique de l'invention, un obturateur permet de sélectionner le passage par laquelle les gaz doivent circuler. Cet obturateur est constitué par un tube 25 muni d'orifices 26; il est poussé vers la gauche de la figure par un ressort 27 s'appuyant d'une part sur un épaulement du tube 25 et d'autre part, sur le disque 8A. According to a characteristic of the invention, a shutter makes it possible to select the passage through which the gases must circulate. This shutter is constituted by a tube 25 provided with orifices 26; it is pushed to the left of the figure by a spring 27 resting on the one hand on a shoulder of the tube 25 and on the other hand, on the disc 8A.
Dans la position de la Fig.1 correspondant à la configuration enclenchée du disjoncteur, l'obturateur est poussé sur la gauche; les orifices 26 sont placés en face de l'extrémité du deuxième passage (passage extérieur).In the position of Fig.1 corresponding to the circuit-breaker configuration, the shutter is pushed to the left; the orifices 26 are placed opposite the end of the second passage (external passage).
Le fonctionnement du disjoncteur est le suivant. The circuit breaker works as follows.
A l'ouverture, les contacts 3 et 8B de passage du courant permanent se séparent, puis c'est le tour des contact d'arc 5-SA et 15. A ce moment un arc électrique jaillit entre ces contacts et échauffe le gaz environnant. At the opening, the contacts 3 and 8B for the passage of the permanent current separate, then it is the turn of the arcing contacts 5-SA and 15. At this moment an electric arc bursts between these contacts and heats the surrounding gas .
Cet élévation de température provoque une augmentation de pression laquelle entraîne le déplacement de l'obturateur cylindrique 25 contre l'action du ressort 27 (Fig. 2). De la sorte, le gaz s'échappe seulement par le premier passage, intérieur, à travers les chicanes qui le ralentissent et le refroidissent partiellement. This rise in temperature causes an increase in pressure which causes the displacement of the cylindrical shutter 25 against the action of the spring 27 (Fig. 2). In this way, the gas escapes only through the first passage, inside, through the baffles which slow it down and partially cool it.
Lorsque le courant passe par zéro (Fig.3), le col de la buse 12 ayant dépassé l'extrémité SA du contact d'arc fixe, (Fig.3), la température du gaz décroît brusquement et le gaz s'échappe à travers le col de la buse et à travers le cylindre 14. Il en résulte une importante diminution de la pression du gaz au voisinage des contacts d'arc. Le ressort 27 repousse l'obturateur qui libère l'extrémité du second passage, extérieur, et ferme l'extrémité du premier passage, intérieur. Du gaz frais, en provenance du volume de compression dans lequel le piston 11 arrive en fin de course, est envoyé sur la zone d'arc, évitant tout risque de réamorçage. When the current passes through zero (Fig. 3), the neck of the nozzle 12 having passed the end SA of the fixed arcing contact, (Fig. 3), the temperature of the gas suddenly decreases and the gas escapes through the neck of the nozzle and through the cylinder 14. This results in a significant decrease in the pressure of the gas in the vicinity of the arcing contacts. The spring 27 pushes the shutter which releases the end of the second passage, exterior, and closes the end of the first passage, interior. Fresh gas, coming from the compression volume in which the piston 11 reaches the end of its stroke, is sent to the arc zone, avoiding any risk of re-ignition.
L'invention est de mise en oeuvre simple, donc économique. Elle permet d'assurer une sûreté de coupure accrue. The invention is simple to implement, therefore economical. It ensures increased cut safety.
L'invention s'applique à tout type de disjoncteur à haute ou moyenne tension à auto-soufflage d'arc. The invention applies to any type of high or medium voltage circuit breaker with arc self-blowing.
Claims (1)
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|---|---|---|---|
| FR9609153A FR2751462B1 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER WITH SELF-BLOWING ARC |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9609153A FR2751462B1 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER WITH SELF-BLOWING ARC |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2751462A1 true FR2751462A1 (en) | 1998-01-23 |
| FR2751462B1 FR2751462B1 (en) | 1998-08-28 |
Family
ID=9494296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9609153A Expired - Fee Related FR2751462B1 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER WITH SELF-BLOWING ARC |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2751462B1 (en) |
Cited By (1)
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1996
- 1996-07-22 FR FR9609153A patent/FR2751462B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2751462B1 (en) | 1998-08-28 |
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