FR2953639A1

FR2953639A1 - HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER WITH REMOVABLE SCREEN FOR IMPROVING THE GRADIENT OF FIELD

Info

Publication number: FR2953639A1
Application number: FR0958771A
Authority: FR
Inventors: Dan Lucius Penache; Michel Perret; David Berard
Original assignee: Areva T&D SAS
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-10
Anticipated expiration: 2029-12-09
Also published as: EP2510530A1; CN102725810A; FR2953639B1; EP2510530B1; WO2011070022A1; CN102725810B

Abstract

Le disjoncteur haute tension permet de réduire le champ électrique sur les contacts d'arc pendant les coupures et par suite la vitesse de déclenchement de l'appareil. Les deux contacts (2) et (6) sont mobiles l'un par rapport à l'autre dans des directions opposées lors des coupures. Leurs supports respectifs (8) et (16) sont également mobiles et coulissent l'un par rapport à l'autre par rapport à un bâti fixe. Un écran (1) est agencé à l'intérieur du carter support de premier contact (16), grâce à des ressorts (17) est déplacé lors d'une manoeuvre d'ouverture par l'intermédiaire de tiges (31). Les butées (30) définissent l'instant quand l'écran commence le déplacement. Pendant son déplacement, l'écran comprime les ressorts (17) et il garde cette position relative au contact d'arc (2) et au contact permanent (20) jusqu'à la fin de la course. Application aux disjoncteurs de très hautes tensions.The high-voltage circuit breaker reduces the electric field on the arcing contacts during interruptions and consequently the speed of tripping of the device. The two contacts (2) and (6) are movable relative to each other in opposite directions during cuts. Their respective supports (8) and (16) are also movable and slide relative to each other with respect to a fixed frame. A screen (1) is arranged inside the first contact support casing (16), by means of springs (17) is moved during an opening maneuver via rods (31). The stops (30) define the moment when the screen starts the movement. During its movement, the screen compresses the springs (17) and it keeps this position relative to the arc contact (2) and the permanent contact (20) until the end of the race. Application to circuit breakers of very high voltages.

Description

1 DISJONCTEUR A HAUTE TENSION A ECRAN AMOVIBLE POUR L'AMELIORATION DU GRADIENT DE CHAMP 1 REMOVABLE SCREEN HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER FOR FIELD GRADIENT IMPROVEMENT

DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne les appareils de commutation électrique dont il faut améliorer les performances vis-à-vis de champ électrique qui apparaît lors des commutations. Elle concerne en particulier les disjoncteurs dont on souhaite améliorer la coordination des différentes pièces prévues vis-à-vis du champ électrique, lors d'une opération d'ouverture du disjoncteur. TECHNICAL FIELD The invention relates to electrical switchgear which must improve the performance vis-à-vis electric field that appears during switching. It relates in particular to circuit breakers which it is desired to improve the coordination of the various parts provided vis-à-vis the electric field during an opening operation of the circuit breaker.

ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE Les disjoncteurs à haute tension utilisés pour interrompre des courants de court circuit importants nécessitent un piston relativement important pour créer la surpression nécessaire pour souffler l'arc électrique, lors de l'ouverture du disjoncteur. Ceci impose un espace radial extrêmement large entre le contact central, la tige et le contact permanent correspondant. Par conséquent, les valeurs de champ électrique deviennent extrêmement importantes à l'extrémité de la tige. Ainsi, les performances des disjoncteurs haute tension sont dépréciées, particulièrement la tenue à la tension transitoire de rétablissement inhérente due à la coupure de courants des lignes, des câbles ou des batteries des condensateurs. 2 Pour contrecarrer cet inconvénient, une autre géométrie doit être proposée pour améliorer les valeurs de champ à l'extrémité de la tige. Ceci consiste dans le fait d'utiliser un écran métallique ou un écran en un matériau avec une constante diélectrique haute et avec une forme appropriée. Cet écran peut coulisser entre la tige et le contact permanent. De cette manière, la forme des lignes équipotentielles change et, en conséquence, le champ électrique peut diminuer de manière significative en d'autres termes pour des valeurs acceptables. Pour remplir son rôle, l'écran doit rester immobile au moins jusqu'à la séparation des contacts ou jusqu'à ce que les contacts du disjoncteur parcourent une distance bien déterminée. A la fin de ce parcours, la position à laquelle ils sont arrivés est considérée comme étant le point de départ où les valeurs du champ électrique sur les extrémités des contacts commencent à être critiques. A ce moment déterminé, l'écran doit commencer à se déplacer avec l'un des contacts jusqu'à la fin de la course de ce dernier. Des ressorts pré-compressés définissent la position initiale de l'écran. Par ailleurs, par les documents de brevets US 5, 478, 980, US 5,585,610 et US 6, 462, 295, on connaît de tels circuits utilisant un simple mouvement. L'écran amovible est attaché à l'extrémité de la buse. Lors de l'ouverture du disjoncteur, l'écran est caché par le contact permanent pendant presque tout son déplacement. Il est alors évident que l'écran va influencer la distribution du champ électrique seulement dans la position ouverte du disjoncteur, ce qui n'améliore 3 seulement que les performances diélectriques du disjoncteur. Le dispositif décrit dans les documents US 6,410,873 et US 4,378,477 utilisent un double mouvement de contact. Dans ces deux cas, l'écran est bougé par l'intermédiaire de la buse mais celui-ci n'est pas connecté directement à ses extrémités. Comme la buse isolante entoure tout le temps le contact qui est directement connecté au mécanisme de commande (contact en forme de clip), l'écran se déplace dans la même direction, mais dans le sens opposé de la tige qui est sensée être protégée. Ainsi, l'efficacité de l'écran est réduit durant les manoeuvres d'ouverture aussi bien que pendant les manoeuvres de fermeture. PRIOR ART AND PROBLEM POSE The high voltage circuit breakers used to interrupt large short circuit currents require a relatively large piston to create the pressure required to blow the electric arc, when opening the circuit breaker. This imposes an extremely wide radial space between the central contact, the rod and the corresponding permanent contact. As a result, electric field values become extremely important at the end of the rod. Thus, the performance of the high-voltage circuit breakers are depreciated, particularly the resistance to the inherent transient recovery voltage due to the power cut of the lines, cables or capacitor banks. To counteract this disadvantage, another geometry must be proposed to improve the field values at the end of the rod. This consists in using a metal screen or a screen made of a material with a high dielectric constant and with a suitable shape. This screen can slide between the rod and the permanent contact. In this way, the shape of the equipotential lines changes and, as a result, the electric field can decrease significantly in other words for acceptable values. To fulfill its role, the display must remain stationary at least until the separation of the contacts or until the contacts of the circuit breaker travel a certain distance. At the end of this run, the position they arrived at is considered to be the starting point where the values of the electric field on the ends of the contacts start to be critical. At this determined moment, the screen must begin to move with one of the contacts until the end of the race of the latter. Pre-compressed springs define the initial position of the screen. Furthermore, US Pat. Nos. 5,478,980, 5,585,610 and 6,462,295 disclose such circuits using a simple movement. The removable screen is attached to the end of the nozzle. When opening the circuit breaker, the screen is hidden by the permanent contact for almost all its movement. It is then obvious that the screen will influence the distribution of the electric field only in the open position of the circuit breaker, which only improves the dielectric performance of the circuit breaker. The device described in US 6,410,873 and US 4,378,477 use a double contact movement. In these two cases, the screen is moved through the nozzle but it is not connected directly to its ends. As the insulating nozzle always surrounds the contact which is directly connected to the control mechanism (clip-shaped contact), the screen moves in the same direction, but in the opposite direction of the rod which is supposed to be protected. Thus, the effectiveness of the screen is reduced during the opening maneuvers as well as during the closing maneuvers.

Le document de brevet US 6,410,873 utilise un mécanisme très compliqué composé de systèmes de leviers. Le document de brevet US 4,132,876 (figure 1) met en oeuvre un simple mouvement de contact avec un écran actionné par des tiges isolantes. Ces mécanismes très compliqués ne sont pas fiables pour les disjoncteurs sous enveloppes métalliques dans lesquelles des écrans externes sont généralement utilisés. De plus, dans ce dispositif, du fait du mouvement simple des contacts, l'écran n'a pas besoin de suivre la tige qui est fixe. Ainsi, il s'arrête lorsqu'il arrive à la position désirée. Dans le document de brevet US 4,378,477, l'écran est actionné idéalement par l'intermédiaire de la buse, au moyen d'un mécanisme qui joue également le rôle d'un système de transmission à double mouvement. Ainsi, l'écran, comme pour les documents présentés 4 précédemment, bouge dans une direction opposée à celle de la tige, qui est le contact que l'on souhaite protéger. Ainsi, l'efficacité d'un tel dispositif est faible. Lorsque l'écran est commandé dans la direction opposée, la position de fin de course, est beaucoup plus avancée que celle de la tige. De ce fait, il est beaucoup plus difficile d'assurer un rapport suffisant entre le champ électrique sur les contacts d'arc et celui sur les contacts permanents tel que lorsqu'un claquage survient, il se produit toujours entre les contacts d'arc. Enfin, un des désavantages de ce mécanisme est que les chocs mécaniques sont encaissés par la buse isolante lors de manoeuvre de fermeture, alors qu'elle est une pièce extrêmement sensible. Les documents de brevets ci-dessus mentionnés font référence à un écran fixé ou actionné par la buse ou par des systèmes des leviers ou tiges. Ainsi, seules les propriétés diélectriques du disjoncteur en position ouverte sont améliorées. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients sus-mentionnés relatifs aux documents évoqués précédemment. US Patent 6,410,873 uses a very complicated mechanism consisting of lever systems. US Patent 4,132,876 (Figure 1) implements a simple movement of contact with a screen operated by insulating rods. These very complicated mechanisms are unreliable for metal-enclosed circuit breakers in which external screens are generally used. In addition, in this device, because of the simple movement of the contacts, the screen does not need to follow the rod which is fixed. Thus, it stops when it reaches the desired position. In US Pat. No. 4,378,477, the screen is conveniently actuated via the nozzle, by means of a mechanism which also acts as a double-motion transmission system. Thus, the screen, as for the documents presented above, moves in a direction opposite to that of the rod, which is the contact that one wishes to protect. Thus, the effectiveness of such a device is low. When the screen is controlled in the opposite direction, the end position is much more advanced than that of the rod. Therefore, it is much more difficult to ensure a sufficient ratio between the electric field on the arcing contacts and that on the permanent contacts such that when a breakdown occurs, it always occurs between the arcing contacts. Finally, one of the disadvantages of this mechanism is that the mechanical shocks are cashed by the insulating nozzle during closing maneuver, while it is an extremely sensitive part. The aforementioned patent documents refer to a screen attached or actuated by the nozzle or lever or rod systems. Thus, only the dielectric properties of the circuit breaker in the open position are improved. The object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks relating to the documents mentioned above.

RESUME DE L'INVENTION 25 Le concept selon l'invention consiste à modifier et/ou réduire l'espace radial entre le contact fixe (l'électrode d'arc 4 dans le document US 4,132,876) et le contact permanent fixe (le contact permanent 13 dans le document US 4,132,876) présenté 30 dans la figure 1. Ceci a pour but d'aplanir les lignes équipotentielles. Ensuite, la variation de gradient de 20 tension diminue substantiellement et ainsi le champ électrique aux extrémités de contact est grandement diminué. Ceci abaisse le rapport E/N champ électrique/densité de gaz et diminue les risques de ré- 5 amorçage, c'est-à-dire augmente la tenue à la tension transitoire de rétablissement inhérente due à la coupure de courants des lignes, des câbles ou des batteries des condensateurs. A cet effet, l'objet principal de l'invention est un disjoncteur à haute tension comprenant deux contacts mobiles l'un par rapport à l'autre, de façon à s'écarter pour effectuer une coupure de courant électrique, le disjoncteur comprenant, entre autres, un écran qui entoure un premier des deux contacts et qui possède un carter support et doit suivre pendant une deuxième partie de la course de ce premier des deux contacts, la position finale de l'écran étant définie par des ressorts comprimés, le deuxième des deux contacts ayant également un carter. Selon l'invention, l'écran est monté coulissant dans le carter support du premier des deux contacts, est fixé à un palonnier et est entraîné par un corps central solidaire du support du deuxième des deux contacts, lors de la séparation des deux contacts dès le début de la course de ce support du deuxième contact au moyen de ressorts qui sont fixés par une première de ses deux extrémités à l'écran et par une deuxième de ces deux extrémités à l'extrémité droite d'un corps central, l'écran possèdant une butée qui lui est solidaire et positionnée pour rentrer en contact 6 avec le palonnier et pour entraîner l'écran dans la deuxième partie de la course relative du premier contact mobile en rentrant en contact avec ce dernier, lors d'un coulissement par écartement, le carter du premier contact mobile avec le carter du deuxième contact mobile, les deux contacts se déplaçant en sens opposé l'un par rapport à l'autre. Dans la réalisation principale de l'invention, les mouvements relatifs de ces éléments sont commandés par : - un levier de commande monté pivotant vers son milieu autour d'un axe fixe par rapport à un bâti fixe et étant actionné en rotation par des moyens moteur ; un premier levier de manoeuvre monté pivotant par une première extrémité à une première extrémité du levier de commande et monté pivotant à une deuxième extrémité au carter support du premier contact mobile par l'intermédiaire du palonnier ; et - deux deuxièmes leviers de manoeuvre montés pivotant par une première extrémité à une deuxième extrémité du levier de commande et montés pivotant à sa deuxième extrémité au carter support du deuxième contact mobile. Le carter support de premier contact et le support de deuxième contact sont, de préférence, montés coulissant par rapport au bâti fixe du disjoncteur. De préférence, la butée est montée sur une tige vissée dans l'écran. 25 7 Il est également possible que le disjoncteur possède des tiges vissées dans l'écran pour pré-comprimer les ressorts. SUMMARY OF THE INVENTION The concept according to the invention consists of modifying and / or reducing the radial space between the fixed contact (the arc electrode 4 in the document US Pat. No. 4,132,876) and the fixed permanent contact (the permanent contact 13 in US 4,132,876) shown in FIG. 1. This is intended to smooth out the equipotential lines. Then, the voltage gradient variation decreases substantially and thus the electric field at the contact ends is greatly reduced. This lowers the E / N electric field / gas density ratio and decreases the risk of re-priming, i.e., increases the resistance to the inherent recovery transient voltage due to the cut-off of line currents, cables or batteries capacitors. For this purpose, the main object of the invention is a high-voltage circuit breaker comprising two movable contacts relative to each other, so as to deviate to effect a power failure, the circuit breaker comprising, among others, a screen which surrounds a first of the two contacts and which has a support housing and must follow during a second part of the stroke of this first of the two contacts, the final position of the screen being defined by compressed springs, the second of the two contacts also having a crankcase. According to the invention, the screen is slidably mounted in the support housing of the first of the two contacts, is fixed to a rudder and is driven by a central body secured to the support of the second of the two contacts, during the separation of the two contacts as soon as possible. the beginning of the race of this support of the second contact by means of springs which are fixed by a first of its two ends to the screen and by a second of these two ends to the right end of a central body, the screen having a stop which is secured thereto and positioned to come into contact 6 with the rudder and to drive the screen in the second part of the relative stroke of the first movable contact by coming into contact with the latter, when sliding by spacing, the housing of the first movable contact with the housing of the second movable contact, the two contacts moving in opposite directions relative to each other. In the main embodiment of the invention, the relative movements of these elements are controlled by: a control lever pivotally mounted towards its middle about a fixed axis relative to a fixed frame and being actuated in rotation by motor means ; a first operating lever pivotally mounted at a first end to a first end of the control lever and pivotally mounted at a second end to the support housing of the first movable contact through the lifter; and two second operating levers pivotally mounted at a first end to a second end of the control lever and pivotally mounted at its second end to the support housing of the second movable contact. The first contact support casing and the second contact support are preferably slidably mounted relative to the fixed frame of the circuit breaker. Preferably, the stop is mounted on a rod screwed into the screen. It is also possible that the circuit breaker has rods screwed into the screen to pre-compress the springs.

LISTE DES FIGURES L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante qui est illustrée de plusieurs figures représentant respectivement : - figure 1, en coupe, un disjoncteur haute tension à écran amovible, selon l'art antérieur ; - figure 2, en coupe, une partie du disjoncteur à haute tension, selon l'invention ; - figures 3A, 3B et 3C, en coupes, le disjoncteur haute tension, selon l'invention, dans trois positions de son fonctionnement, lors de l'ouverture de celui-ci, et - figures 4A, 4B, 5A, 5B, 6A et 6B, des courbes illustrant les résultat du calcul du champ 20 électrique sur les contacts d'arc et sur les contacts permanents. LIST OF FIGURES The invention and its various technical features will be better understood on reading the following description, which is illustrated by several figures respectively representing: FIG. 1, in section, a high-voltage circuit breaker with a removable screen, according to the prior art ; - Figure 2, in section, a portion of the high-voltage circuit breaker, according to the invention; FIGS. 3A, 3B and 3C, in sections, the high-voltage circuit breaker, according to the invention, in three positions of its operation, when it is open, and FIGS. 4A, 4B, 5A, 5B, 6A. and 6B, curves illustrating the results of the calculation of the electric field on the arcing contacts and on the permanent contacts.

NOMENCLATURE DES PIECES NOMENCLATURE OF PARTS

Ecran : 1 ; Premier contact mobile : 2 Tige : 3 ; Electrode d'arc : 4 ; Buse de soufflage : 5 ; Partie conique : 5A ; Partie évasée : 5B ; 25 30 8 Corps : 5C ; Deuxième contact mobile : 6 ; Capot : 7 ; Support de deuxième contact : 8 ; Corps fixe : 9 ; Carter de deuxième contact : 10 ; Contact permanent : 13 ; Tube isolant central : 14 ; Palonnier : 15 ; Carter support de premier contact : 16 ; Ressorts : 17 ; Rebord : 18 ; Face interne : 19 ; Extrémité gauche : 20 (du carter support de premier contact 16) ; Extrémité droite : 21 (du carter de deuxième contact 10) ; Levier de commande : 22 ; Première extrémité : 22A (du levier de commande 22) ; Deuxième extrémité : 22B (du levier de commande) ; Axe : 23 ; Premier levier de manoeuvre : 24 ; Première extrémité : 24A (du premier levier de manoeuvre 24) ; Deuxième extrémité : 24B (du premier levier de manoeuvre 24) ; Deuxièmes leviers de manoeuvre : 25 ; Première extrémité : 25A ; 30 9 Bague d'extrémité : 26 (de la partie évasée 5) ; Butée : 28 (du rebord 18) ; Tige : 29 ; Butée 30 ; Tige : 31. Screen: 1; First movable contact: 2 Rod: 3; Arc electrode: 4; Blow nozzle: 5; Conical part: 5A; Flared part: 5B; 8C body: 5C; Second moving contact: 6; Hood: 7; Second contact support: 8; Fixed body: 9; Second contact housing: 10; Permanent contact: 13; Central insulating tube: 14; Spreader: 15; Housing support first contact: 16; Springs: 17; Edge: 18; Internal side: 19; Left end: 20 (of the first contact support casing 16); Right end: 21 (of the second contact housing 10); Control lever: 22; First end: 22A (of the control lever 22); Second end: 22B (of the control lever); Axis: 23; First operating lever: 24; First end: 24A (of the first operating lever 24); Second end: 24B (of the first operating lever 24); Second operating levers: 25; First end: 25A; End ring: 26 (of the flared portion 5); Stopper: 28 (from the flange 18); Stem: 29; Stop 30; Stem: 31.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UNE REALISATION DE L'INVENTION DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION

10 La figure 2 montre, en coupe, la partie centrale du disjoncteur selon l'invention, dans le but de localiser l'écran 1, qui est mobile et qui est destiné à être positionné de manière déterminée autour d'un premier contact mobile 2, constitué par 15 l'extrémité d'une tige 3, se translatant longitudinalement dans le disjoncteur, au centre de celui-ci. L'autre contact 6 est constitué d'un embout creux, de révolution, placé dans un capot 7, elle-même placée sur un support de deuxième contact 8. 20 L'ensemble évolue à l'intérieur d'une buse de soufflage 5 comportant une première partie conique 5A, placée à droite sur les figures, du côté du premier contact 2, d'un corps 5C, central et cylindrique et d'une partie élargie 5B placée du côté du deuxième 25 contact 6. Cette buse de soufflage 5 permet de concentrer le jet de gaz au moment déterminé pour souffler l'arc lorsque les deux contacts 2 et 6 s'éloignent l'un de l'autre. L'ensemble est structuré par un tube 30 isolant central 14 par lequel est transmis le mouvement du deuxième contact 6 (moteur) au premier contact 2, de la buse 5 10 placé autour de la buse de soufflage 5. Un carter support de premier contact 16 est fixé dans un palonnier 15 portant la tige 3, à l'extrémité de laquelle se trouve le premier contact 2. Enfin, un carter de deuxième contact 10 est placé autour du support de deuxième contact 8 portant le deuxième contact 6. Une des pièces maitresse du disjoncteur, selon l'invention, est un écran 1 placé à l'intérieur d'un corps fixe 9, positionné sur la paroi interne du carter support de premier contact 16 attaché à un palonnier 15. Sa forme est donc de révolution creuse et entoure globalement, à une distance déterminée, la partie gauche de la tige 3. Son rôle est de suivre cette dernière, notamment le premier contact 2 constituant son extrémité, à partir d'un moment déterminé de la course respective des deux contacts 2 et 6. La présence de l'écran 1 contribue à diminuer la variation de gradient de tension et ainsi réduire, de façon significative, le champ électrique à l'extrémité du premier contact 2. Ainsi, on obtient un rapport réduit du champ électrique/densité des gaz et on diminue les risques de réamorçages. Des ressorts 17 prennent appui sur un rebord 18, à l'extrémité droite du corps central 14. Son autre extrémité gauche prend appui sur la face interne 19 de l'écran 1. Les ressorts 17 sont pré-comprimés par l'intermédiaire des tiges 29 vissées dans l'extrémité gauche de l'écran 1 et attachées par l'intermédiaire d'une butée 28 du rebord 18 de façon à ce qu'elles puissent coulisser dans le rebord 18. 11 En référence à la figure 3A, qui montre le disjoncteur, selon l'invention, en position fermée, les deux contacts 2 et 6 sont en contact l'un avec l'autre. De façon plus précise, le premier contact 2 se trouve à l'intérieur du deuxième contact 6 de forme creuse de révolution. Sur cette figure 3A, l'ensemble support de deuxième contact 8 est placé un peu vers la gauche, à l'intérieur du carter de deuxième contact 10. FIG. 2 shows, in section, the central part of the circuit breaker according to the invention, for the purpose of locating the screen 1, which is movable and which is intended to be positioned in a predetermined manner around a first moving contact 2 , constituted by the end of a rod 3, translating longitudinally in the circuit breaker, in the center thereof. The other contact 6 consists of a hollow tip, of revolution, placed in a cover 7, itself placed on a support of second contact 8. The assembly evolves inside a blowing nozzle 5 comprising a first conical portion 5A, placed on the right in the figures, on the side of the first contact 2, a central and cylindrical body 5C and an enlarged part 5B placed on the side of the second contact 6. This blowing nozzle 5 allows to concentrate the jet of gas at the determined moment to blow the arc when the two contacts 2 and 6 move away from each other. The assembly is structured by a central insulating tube 14 through which is transmitted the movement of the second contact 6 (motor) to the first contact 2, the nozzle 5 10 placed around the blowing nozzle 5. A first contact support casing 16 is fixed in a crossbar 15 carrying the rod 3, at the end of which is the first contact 2. Finally, a second contact housing 10 is placed around the second contact holder 8 carrying the second contact 6. One of master parts of the circuit breaker, according to the invention, is a screen 1 placed inside a fixed body 9, positioned on the inner wall of the first contact support casing 16 attached to a rudder 15. Its shape is therefore of revolution hollow and surrounds globally, at a determined distance, the left part of the rod 3. Its role is to follow the latter, in particular the first contact 2 constituting its end, from a given moment of the respective stroke of the two co ntacts 2 and 6. The presence of the screen 1 contributes to reducing the variation of voltage gradient and thus significantly reduce the electric field at the end of the first contact 2. Thus, we obtain a reduced ratio of the field electrical / gas density and reduces the risk of reboots. Springs 17 are supported on a flange 18, at the right end of the central body 14. Its other left end is supported on the inner face 19 of the screen 1. The springs 17 are pre-compressed via the rods 29 screwed into the left end of the screen 1 and attached via a stop 28 of the flange 18 so that they can slide in the flange 18. 11 Referring to Figure 3A, which shows the circuit breaker, according to the invention, in the closed position, the two contacts 2 and 6 are in contact with each other. More precisely, the first contact 2 is located inside the second contact 6 of hollow form of revolution. In this FIG. 3A, the second contact support assembly 8 is placed a little to the left, inside the second contact housing 10.

L'extrémité gauche 20 du carter support de premier contact 16 entoure l'extrémité droite 21 du carter de deuxième contact 10. Ainsi, l'ensemble se trouvant à l'intérieur du corps central 14 est complètement entouré par le carter support de premier contact 16, car le corps central 14 est solidaire du carter de deuxième contact 10. Il y a donc un coulissement du carter support de premier contact 16 autour de l'ensemble du carter de deuxième contact 10 et du corps central 14. The left end 20 of the first contact support casing 16 surrounds the right end 21 of the second contact casing 10. Thus, the assembly located inside the central body 14 is completely surrounded by the first contact support casing 16, because the central body 14 is integral with the second contact housing 10. There is therefore a sliding of the first contact support casing 16 around the whole of the second contact housing 10 and the central body 14.

Les trois figures 3A, 3B et 3C montrent, entre autres, l'actionnement de toutes ses parties du disjoncteur, grâce, en particulier, à trois leviers, qui sont un levier de commande 22, monté pivotant autour d'un axe horizontal 23, qui est fixe par rapport à l'ensemble, c'est-à-dire fixe par rapport à un bâti sur lequel est fixé le disjoncteur. Dans la position fermée du disjoncteur, illustrée par cette figure 3A, le levier de commande 22 a une première extrémité 22A, à laquelle est montée, de façon articulée, une première extrémité 24A d'un premier levier de manoeuvre 24 dont l'autre extrémité 12 24B est monté de façon articulée sur la partie centrale du palonnier 15. De façon correspondante, une deuxième extrémité 22B du levier de commande 22 est reliée de façon articulée à une première extrémité 25A de deux deuxièmes leviers de manoeuvre 25, dont leur deuxième extrémité est montée de façon articulée sur une bague d'extrémité 26 de la partie évasée 5A de la buse de soufflage 5, solidaire également de l'ensemble du corps central 14 et du carter de deuxième contact 10. On précise que, sur cette figure 3A, le levier de commande 22 est incliné, de manière à ce que le premier levier de manoeuvre 24 soit poussé vers la gauche. De cette façon, le palonnier 15 est lui-même poussé dans sa position extrême vers la gauche. En correspondance, les deux leviers de manoeuvre 25 sont tirés vers la droite, en maintenant l'ensemble du carter de deuxième contact 10 du tube isolant central 14, à l'intérieur, vers la droite. The three figures 3A, 3B and 3C show, inter alia, the actuation of all its parts of the circuit breaker, thanks, in particular, to three levers, which are a control lever 22, pivotally mounted about a horizontal axis 23, which is fixed relative to the assembly, that is to say fixed relative to a frame on which is fixed the circuit breaker. In the closed position of the circuit breaker, illustrated by this FIG. 3A, the control lever 22 has a first end 22A, to which is mounted, in an articulated manner, a first end 24A of a first operating lever 24 whose other end 12 24B is hingedly mounted on the central portion of the crossbar 15. Correspondingly, a second end 22B of the control lever 22 is hingedly connected to a first end 25A of two second operating levers 25, whose second end is mounted in an articulated manner on an end ring 26 of the flared portion 5A of the blast nozzle 5, also integral with the assembly of the central body 14 and the second contact casing 10. It is specified that in this FIG. 3A the control lever 22 is inclined, so that the first operating lever 24 is pushed to the left. In this way, the rudder 15 is itself pushed to its extreme position to the left. In correspondence, the two operating levers 25 are pulled to the right, keeping the entire second contact housing 10 of the central insulating tube 14, inside, to the right.

En référence à la figure 3B, représentant une position intermédiaire de l'ouverture entre les deux contacts 2 et 6, le levier de commande 22 a subi une rotation de façon à tirer vers la droite le premier levier de manoeuvre 24 et à pousser vers la gauche les deuxièmes leviers de manoeuvre 25. De cette façon, le palonnier 15 portant la tige 3 et le premier contact 2 commence un déplacement vers la droite. De ce fait, le premier contact 2 sort du deuxième contact 6. Conjointement, les deuxièmes leviers de manoeuvre 25 sont poussés vers la gauche et pousse lui-même l'ensemble constitué du tube isolant central 14, 13 porteur de la buse de soufflage 5 et solidaire du carter de deuxième contact 10. De ce fait, l'ensemble constitué du capot 7 du deuxième contact 6, du support de deuxième contact 8, coulisse dans le carter de premier contact 10. Lors de cette phase intermédiaire, représentée par la figure 3B, l'extrémité de gauche 20 du carter support de premier contact 16 est déjà séparé de l'extrémité droite du carter de deuxième contact 10. With reference to FIG. 3B, showing an intermediate position of the opening between the two contacts 2 and 6, the control lever 22 has been rotated so as to pull the first operating lever 24 towards the right and to push towards the left the second operating levers 25. In this way, the lifter 15 carrying the rod 3 and the first contact 2 begins a shift to the right. As a result, the first contact 2 leaves the second contact 6. At the same time, the second operating levers 25 are pushed to the left and itself pushes the assembly consisting of the central insulating tube 14, 13 carrying the blast nozzle 5 and secured to the second contact housing 10. As a result, the assembly consisting of the cover 7 of the second contact 6, the second contact support 8, slides in the first contact housing 10. During this intermediate phase, represented by the 3B, the left end 20 of the first contact support casing 16 is already separated from the right end of the second contact casing 10.

Conjointement, la tige 3 et le premier contact 2 coulissent à l'intérieur de la buse de soufflage 5. C'est le moment où une butée 30 placée sur une tige 31 qui est fixe sur la partie gauche de l'écran 1 et qui coulisse dans le rebord 18 et dans le palonnier 15 arrive en contact avec le palonnier 15. C'est aussi le moment où l'écran 1 commence à se déplacer conjointement avec le carter support du premier contact 16 et la tige 3. En référence à la figure 3C, le levier de commande 22 a continué sa rotation et a tiré le premier levier de manoeuvre 24 vers la droite, tirant à son maximum la tige 3 et le contact 2 vers la droite. Or, après la phase intermédiaire, schématisée par la figure 3B, les ressorts 17 ont été comprimés par l'intermédiaire du palonnier 15 qui arrive en butée sur la butée 30 fixe sur la tige 31 et qui est vissé dans la partie gauche de l'écran 1, qui peut coulisser dans le palonnier 15 et dans le rebord 18. Together, the rod 3 and the first contact 2 slide inside the blast nozzle 5. This is the moment when a stop 30 placed on a rod 31 which is fixed on the left part of the screen 1 and which slide in the rim 18 and in the rudder 15 comes into contact with the rudder 15. This is also the moment when the screen 1 begins to move together with the support casing of the first contact 16 and the rod 3. Referring to 3C, the control lever 22 continued its rotation and pulled the first operating lever 24 to the right, pulling at its maximum the rod 3 and the contact 2 to the right. Now, after the intermediate phase, shown schematically in FIG. 3B, the springs 17 have been compressed by means of the spreader 15 which comes into abutment on the fixed stop 30 on the rod 31 and which is screwed into the left part of the screen 1, which can slide in the rudder 15 and in the rim 18.

La figure 3C montre la fin de cette compression de ressorts 17. La séparation maximale du 14 premier contact 2 et deuxième contact 6 et des éléments qui leur sont solidaires. Pendant cette compression des ressorts 17, l'écran 1 a donc été entraîné, conjointement à la compression des ressorts 17 vers la droite, au moyen de la butée 30, placée à droite de la tige 31. Conjointement, l'écartement des deux sous-ensembles relatifs au premier contact 2 et au deuxième contact 6 a provoqué l'écartement vers la gauche du carter de deuxième contact 10 du support de deuxième contact 8 par rapport au piston fixe, non représenté. Cette translation contribue, entre les figures 3A et 3B, à la diminution du volume à l'intérieur du carter de deuxième contact 10 et est nécessaire à créer le soufflage de l'arc. L'avantage principal de ce disjoncteur est une tenue améliorée à la tension transitoire de rétablissement inhérente due à la coupure de courants des lignes, des câbles ou des batteries des condensateurs, notamment pour les très hautes tensions. Les interruptions des petits courants capacitifs se font presque simultanément avec la séparation des contacts d'arc 2 et 6. Comme la tension de rétablissement varie conformément à la loi . j(2.U).(1-cos(wt)) (ou w est la fréquence source, t c'est le temps, et U c'est la tension effective assignée), la valeur maximale, 2. (2.U) sera appliquée après un instant temporel bien défini, d'environ un demi cycle de la fréquence assignée au réseau. Donc plus les contacts sont écartés à cet instant plus la valeur du champ électrique au bout des contacts est faible. En 15 conséquence, en réduisant cette valeur de champ au but des contacts par l'intermédiaire d'un écran 1, la distance entre les contacts peut être réduite, donc il est possible de diminuer la vitesse des contacts entraînant la réduction des contraintes mécaniques. Cet effet est illustré dans les figures 4A, 4B et 4C. Les figures 4A et 4B illustrent les valeurs du gradient du champ électrique calculé pour une vitesse de 13 m/s sans écran mobile. Les figures 5A et 5B illustrent les valeurs du gradient du champ électrique calculé pour une vitesse de 19 m/s sans écran mobile et les figures 6A et 6B illustrent les valeurs du gradient du champ électrique calculé pour une vitesse de 13 m/s avec écran mobile. Dans ces figures 4A, 5A et 6A, les résultats présentés sont relatifs à la tension qui a été appliquée du côté de la tige (premier contact mobile 2) et sur les figures 4B, 5B, 6B, les calculs présentés sont relatifs à la tension qui a été appliquée du côté de la tulipe (deuxième contact mobile 6). FIG. 3C shows the end of this compression of springs 17. The maximum separation of first contact 2 and second contact 6 and elements which are integral with them. During this compression of the springs 17, the screen 1 was thus driven, together with the compression of the springs 17 to the right, by means of the stop 30, placed to the right of the rod 31. Together, the spacing of the two sub -sets relating to the first contact 2 and the second contact 6 has caused the spacing to the left of the second contact housing 10 of the second contact support 8 relative to the fixed piston, not shown. This translation contributes, between FIGS. 3A and 3B, to the reduction of the volume inside the second contact housing 10 and is necessary to create the blowing of the arc. The main advantage of this circuit breaker is an improved resistance to the transient recovery voltage inherent due to the power cut of the lines, cables or capacitor banks, especially for very high voltages. Interruptions of the small capacitive currents occur almost simultaneously with the separation of the arcing contacts 2 and 6. As the recovery voltage varies according to the law. j (2.U). (1-cos (wt)) (where w is the source frequency, t is the time, and U is the rated effective voltage), the maximum value, 2. (2. U) will be applied after a well-defined time of about half a cycle of the frequency assigned to the network. Therefore, the more the contacts are spaced apart at this moment, the lower the value of the electric field at the end of the contacts. Accordingly, by reducing this field value to the purpose of the contacts via a screen 1, the distance between the contacts can be reduced, so it is possible to decrease the speed of the contacts resulting in the reduction of mechanical stresses. This effect is illustrated in Figures 4A, 4B and 4C. FIGS. 4A and 4B illustrate the values of the gradient of the electric field calculated for a speed of 13 m / s without a moving screen. FIGS. 5A and 5B illustrate the values of the gradient of the electric field calculated for a speed of 19 m / s without a moving screen, and FIGS. 6A and 6B illustrate the values of the gradient of the electric field calculated for a speed of 13 m / s with screen mobile. In these FIGS. 4A, 5A and 6A, the results presented relate to the voltage that has been applied on the side of the rod (first moving contact 2) and in FIGS. 4B, 5B, 6B, the calculations presented relate to the voltage which has been applied on the side of the tulip (second moving contact 6).

Claims

REVENDICATIONS1. Disjoncteur haute tension comprenant deux contacts (2, 6) mobiles l'un par rapport à l'autre, de façon à s'écarter pour effectuer une coupure de courant électrique, le disjoncteur comprenant, entre autres : - un écran (1) qui entoure un premier des deux contacts (2) qui possède un carter support de premier contact (16), l'écran (1) devant suivre ce carter support de premier contact (16) et le premier contact (2) pendant une deuxième partie de la course de l'ensemble du premier contact (2) et de son carter support de premier contact (16), la position finale de l'écran (1) étant définie par la compression des ressorts (17) comprimés, le deuxième contact (6) ayant un support de deuxième contact (8),caractérisé en ce que l'écran (1) est monté coulissant dans le carter support de premier contact (16) fixé à un palonnier (15) et est entraîné par un corps central (14) solidaire du support de deuxième contact (8), lors de la séparation relative des deux contacts mobiles (2, 6) dès le début de la course de ce support de deuxième contact (8) et par l'intermédiaire des ressorts (17) fixés par une première extrémité de gauche à l'écran (1) et par une deuxième extrémité à l'extrémité droite du corps central (14), l'écran (1) possédant une butée (30) qui lui est solidaire et positionnée pour rentrer en contact avec le palonnier (15) et entraîner l'écran (1), lors de la deuxième partie de la course du carter support de premier contact (16) lors de son 17 coulissement dû à l'écartement de deux contacts mobiles (2) et (6) évoluant en sens opposé et de leur carter et supports respectifs. REVENDICATIONS1. High-voltage circuit breaker comprising two contacts (2, 6) movable relative to each other, so as to deviate to effect a power failure, the circuit breaker comprising, inter alia: - a screen (1) which surrounds a first of the two contacts (2) which has a first contact support casing (16), the screen (1) to follow this first contact support casing (16) and the first contact (2) during a second part of the stroke of the entire first contact (2) and its first contact support casing (16), the final position of the screen (1) being defined by the compression of the compressed springs (17), the second contact ( 6) having a second contact support (8), characterized in that the screen (1) is slidably mounted in the first contact support housing (16) attached to a spreader (15) and is driven by a central body ( 14) secured to the second contact support (8), during the relative separation of the two movable contacts s (2, 6) from the beginning of the stroke of this second contact support (8) and through the springs (17) fixed by a first end of the left to the screen (1) and by a second end at the right end of the central body (14), the screen (1) having an abutment (30) which is secured to it and positioned to come into contact with the rudder (15) and to drive the screen (1), when of the second part of the race of the first contact support casing (16) during its sliding due to the spacing of two movable contacts (2) and (6) moving in the opposite direction and their housing and respective supports.

2. Disjoncteur haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement relatif des éléments qui les constituent sont commandés par : un levier de commande (22) monté pivotant, vers son milieu, autour d'un axe (23) fixe par rapport à un bâti et étant actionné en rotation par des moyens moteurs ; - un premier levier de manoeuvre (24) monté pivotant par une première extrémité (24A) à une première extrémité (22A) du levier de commande (22) et monté pivotant par une deuxième extrémité (24B) au carter support de premier contact (16) par l'intermédiaire du palonnier (15) ; et - des deuxièmes leviers de manoeuvre (25) montés pivotant par une première extrémité (25A) à une deuxième extrémité (22B) du levier de commande (22) et monté pivotant à une deuxième extrémité (25B) au support de deuxième contact (8). 2. high voltage circuit breaker according to claim 1, characterized in that the relative movement of the elements that constitute them are controlled by: a control lever (22) pivotally mounted towards its center, about an axis (23) fixed by relative to a frame and being rotated by motor means; - a first operating lever (24) pivotally mounted by a first end (24A) at a first end (22A) of the control lever (22) and pivotally mounted by a second end (24B) to the first contact support casing (16); ) through the spreader (15); and second operating levers (25) pivotally mounted at a first end (25A) at a second end (22B) of the control lever (22) and pivotally mounted at a second end (25B) to the second contact support (8). ).

3. Disjoncteur haute tension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le carter support de premier contact (16) et le support de deuxième contact (8) sont montés coulissants par rapport à un corps fixe (9), de manière à s'écarter dans des directions opposées. 18 High-voltage circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that the first contact carrier housing (16) and the second contact carrier (8) are slidably mounted with respect to a fixed body (9) so as to depart in opposite directions. 18

4. Disjoncteur haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée (30) est montée sur une tige (31) vissée dans l'écran (1). 4. high voltage circuit breaker according to claim 1, characterized in that the stop (30) is mounted on a rod (31) screwed into the screen (1).

5. Disjoncteur haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il possède des tiges (29) vissées dans l'écran (1) pour pré-comprimer les ressorts (17).10 5. High-voltage circuit breaker according to claim 1, characterized in that it has rods (29) screwed into the screen (1) to pre-compress the springs (17).