FR2773909A1 - High voltage double action circuit breaker construction - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un disjoncteur à haute tension à résistance de fermeture et à double mouvement des contactes, c'est à dire comprenant deux équipages de contacts mobiles tous les deux suivant une direction axiale dans une enveloppe remplie d'un gaz diélectrique comme par exemple du SF6 sous pression. The invention relates to a high voltage circuit breaker with closing resistance and double movement of the contacts, that is to say comprising two sets of movable contacts both in an axial direction in an envelope filled with a dielectric gas, for example pressurized SF6.
Les systèmes d'insertion d'une résistance lors de la fermeture des contacts sont déjà largement employés dans les disjoncteurs à simple mouvement, c'est-àdire dans les disjoncteurs comprenant un seul équipage de contacts mobile suivant la direction axiale. Cette résistance permet, de façon connue, de diminuer l'intensité du courant à couper par le disjoncteur avant que ce courant passe dans les contacts de courant permanent. Plus particuiièrement, après la fermeture des deux contacts d'arc mobiles l'un sur l'autre, la résistance est insérée entre les deux bornes du disjoncteur, puis après un certain temps, cette résistance est court-circuitée avant que les contacts de courant permanent mobiles se referment l'un sur l'autre. Resistor insertion systems when the contacts are closed are already widely used in single movement circuit breakers, that is to say in circuit breakers comprising a single set of contacts movable in the axial direction. This resistance makes it possible, in known manner, to reduce the intensity of the current to be cut by the circuit breaker before this current passes through the permanent current contacts. More particularly, after closing the two movable arcing contacts one on the other, the resistor is inserted between the two terminals of the circuit breaker, then after a certain time, this resistor is short-circuited before the current contacts permanent mobiles close one on the other.
Dans les disjoncteurs à double mouvement des contacts, la mise en place d'un système d'insertion d'une résistance à la fermeture est délicate en raison du peu d'espace laissé libre dans l'enveloppe pour la tenue des distances d'isolement électrique entre les différentes pièces du disjoncteur, de la présence d'arbres de renvoi de mouvement qui s'étendent axialement dans l'enveloppe, du déplacement des deux équipages de contacts le long de l'axe de l'enveloppe. In circuit breakers with double movement of the contacts, the installation of a system for inserting a closing resistance is difficult because of the little space left free in the envelope for holding the insulation distances. electric between the different parts of the circuit breaker, the presence of movement return shafts which extend axially in the enclosure, the displacement of the two contact equipments along the axis of the enclosure.
Le but de l'invention est de proposer une configuration de disjoncteur à haute tension à résistance de fermeture et à double mouvement des contacts qui permet de garder une grande compacité du disjoncteur. En particuiier, la résistance est placée dans le prolongement axial de la chambre de coupure. The object of the invention is to propose a configuration of high-voltage circuit breaker with closing resistance and double movement of the contacts which makes it possible to keep the circuit breaker very compact. In particular, the resistor is placed in the axial extension of the breaking chamber.
Ainsi, I'invention a pour objet un disjoncteur à haute tension à résistance de fermeture et à double mouvement des contacts, comprenant dans une enveloppe isolante cylindrique, un premier équipage de contacts de courant permanent et d'arc mobile selon une direction axiale incluant un contact d'arc creux et une buse coaxiale au contact d'arc creux, un second équipage de contacts de courant permanent et d'arc mobile suivant la direction axiale par rapport au premier équipage et incluant un contact d'arc en forme de tige qui, à la fermeture, traverse la buse pour s'insérer dans le contact d'arc creux, le disjoncteur comprenant aussi un système pour transmettre le déplacement axial du premier équipage mobile au second équipage mobile mais dans un sens contraire et un système pour insérer la résistance pendant la fermeture du disjoncteur avec une durée déterminée et courtcircuiter la résistance pendant l'ouverture du disjoncteur, ce système comprenant:
un premier contact intermédiaire relié électriquement au contact d'arc en
forme de tige et monté de telle façon à être déplacé, pendant la fermeture,
selon la direction axiale en même temps que le contact d'arc creux et dans
le même sens que celui-ci;
I un second contact intermédiaire relié électriquement au contact de courant
permanent du second équipage mobile et monté de telle façon à être
déplacé, pendant la fermeture, selon la direction axiale en même temps
que le contact d'arc en forme de tige et dans le même sens que celui-ci;
- un ressort monté de telle façon à être contraint, pendant la fermeture;
un organe d'accrochage monté de telle façon à immobiliser, pendant
l'ouverture, le premier contact intermédiaire par rapport au contact d'arc en
forme de tige;
et un organe monté de telle façon à libérer l'organe d'accrochage, pendant
l'ouverture après la séparation des contacts de courant permanent et d'arc
des équipages mobiles, les deux contacts intermédiaires se séparant l'un
de l'autre sous l'action du ressort.Thus, the subject of the invention is a high-voltage circuit breaker with closing resistance and with double movement of the contacts, comprising in a cylindrical insulating envelope, a first set of contacts of permanent current and of arc movable in an axial direction including a hollow arc contact and a coaxial nozzle in contact with hollow arc, a second set of permanent current contacts and a movable arc in the axial direction relative to the first set and including a rod-shaped arc contact which , when closing, crosses the nozzle to insert itself into the hollow arcing contact, the circuit breaker also comprising a system for transmitting the axial displacement from the first mobile assembly to the second mobile assembly but in the opposite direction and a system for inserting the resistance during closing of the circuit breaker with a determined duration and short-circuiting the resistance during opening of the circuit breaker, this system comprising:
a first intermediate contact electrically connected to the arcing contact in
rod-shaped and mounted in such a way as to be moved, during closing,
in the axial direction at the same time as the hollow arc contact and in
the same meaning as this;
I a second intermediate contact electrically connected to the current contact
permanent of the second mobile unit and mounted so as to be
moved, during closing, in the axial direction at the same time
that the rod-shaped arc contact and in the same direction as this;
- a spring mounted so as to be forced, during closing;
a fastening member mounted so as to immobilize, during
the opening, the first intermediate contact with respect to the arcing contact in
rod shape;
and a member mounted so as to release the latching member, during
opening after separation of the permanent current and arcing contacts
moving parts, the two intermediate contacts separating one
on the other under the action of the spring.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation illustré sur les dessins. Other characteristics and advantages of the invention will appear even more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment illustrated in the drawings.
La figure 1 montre très schématiquement en coupe axiale, un exemple de réalisation du disjoncteur selon l'invention à résistance de fermeture avec deux équipages de contacts mobiles l'un par rapport à l'autre, le disjoncteur étant ouvert. Figure 1 shows very schematically in axial section, an exemplary embodiment of the circuit breaker according to the invention with closing resistance with two sets of movable contacts relative to each other, the circuit breaker being open.
La figure 2 montre le disjoncteur de la figure 1 en position fermée. Figure 2 shows the circuit breaker of Figure 1 in the closed position.
Sur les figures, le disjoncteur selon l'invention comprend une enveloppe isolante extérieure 1 en porcelaine délimitant un volume intérieur rempli d'un gaz diélectrique comme du SF6 sous une pression de quelques bars, ce volume intérieur constituant la chambre de coupure. In the figures, the circuit breaker according to the invention comprises an outer insulating casing 1 of porcelain delimiting an interior volume filled with a dielectric gas such as SF6 under a pressure of a few bars, this interior volume constituting the breaking chamber.
Ce disjoncteur comporte dans la chambre de coupure, un premier équipage de contacts, à droite sur les figures, mobile selon l'axe longitudinal D de l'enveloppe 1. Ce premier équipage de contacts comprend un contact de courant permanent 2A de forme tubulaire, un contact d'arc 2B creux muni d'une couronne de doigts de contact et une buse de soufflage 4 solidaire du contact 2A. La buse de soufflage 4, le contact de courant permanent 2A et le contact d'arc 2B sont disposés coaxialement par rapport à l'axe D. Cet équipage de contacts 2A,2B avec la buse 4 est déplacé axialement par une tige de manoeuvre non représentée comme cela est bien connu. This circuit breaker comprises in the breaking chamber, a first contact arrangement, on the right in the figures, movable along the longitudinal axis D of the casing 1. This first contact arrangement comprises a permanent current contact 2A of tubular shape, a hollow arcing contact 2B provided with a ring of contact fingers and a blowing nozzle 4 integral with the contact 2A. The blowing nozzle 4, the permanent current contact 2A and the arcing contact 2B are arranged coaxially with respect to the axis D. This set of contacts 2A, 2B with the nozzle 4 is moved axially by a non-actuating rod. represented as is well known.
Le disjoncteur comprend dans la chambre de coupure, un second équipage de contacts, à gauche sur les figures, mobile aussi suivant l'axe D de l'enveloppe 1. The circuit breaker comprises in the breaking chamber, a second set of contacts, on the left in the figures, also movable along the axis D of the casing 1.
Ce second équipage comprend un contact de courant permanent 3A de forme tubulaire et muni d'une couronne de doigts de contact et un contact d'arc 3B en forme de tige. Les contacts 3A et 3B sont coaxiaux suivant la direction axiale D. Cet équipage est déplacé suivant l'axe D en même temps que l'équipage de contacts 2A,2B mais dans un sens opposé par l'intermédiaire d'un système de transmission de mouvement. Dans le cas de l'exemple montré sur les figures, ce système de transmission de mouvement est du type à tirants croisés incluant la tige de manoeuvre de l'équipage de contacts 2A,2B et une tige 5 solidaire de l'équipage de contacts 3A,3B, la tige de manoeuvre et la tige 5 étant déplacées dans des directions opposées. Ce système de transmission pourrait aussi être du type à pièce de renvoi de mouvement disposée à l'intérieur de la chambre. Comme visible sur les figures, la portion tubulaire du contact 3A est montée coulissante selon l'axe D à l'intérieur d'un cylindre métallique 7, monté fixe dans l'enveloppe et relié à une prise du disjoncteur. Le cylindre 7 est en contact électrique avec la portion tubulaire du contact 3A par l'intermédiaire de doigts de contacts 3C.This second equipment comprises a permanent current contact 3A of tubular shape and provided with a ring of contact fingers and an arcing contact 3B in the form of a rod. The contacts 3A and 3B are coaxial in the axial direction D. This equipment is moved along the axis D at the same time as the equipment of contacts 2A, 2B but in an opposite direction by means of a transmission system of movement. In the case of the example shown in the figures, this motion transmission system is of the cross-tie type including the operating rod of the contact assembly 2A, 2B and a rod 5 integral with the contact assembly 3A , 3B, the operating rod and the rod 5 being moved in opposite directions. This transmission system could also be of the type with movement reference piece arranged inside the chamber. As can be seen in the figures, the tubular portion of the contact 3A is slidably mounted along the axis D inside a metal cylinder 7, fixedly mounted in the casing and connected to a socket on the circuit breaker. The cylinder 7 is in electrical contact with the tubular portion of the contact 3A by means of contact fingers 3C.
La tige du contact d'arc 3B est montée coulissante suivant l'axe D sur une tige métallique intermédiaire 8 qui est disposée coaxialement à l'intérieur du cylindre 7 et qui est reliée électriquement à la résistance 6. La tige du contact d'arc 38 est en contact électrique avec la tige 8 par l'intermédiaire de contacts élastiques 9. The arcing contact rod 3B is slidably mounted along the axis D on an intermediate metal rod 8 which is arranged coaxially inside the cylinder 7 and which is electrically connected to the resistor 6. The arcing contact rod 38 is in electrical contact with the rod 8 by means of elastic contacts 9.
Les deux contacts d'arc 2B,3B sont espacés l'un de l'autre, en position d'ouverture complète du disjoncteur, d'une distance inférieure à la distance séparant les deux contacts de courant permanent 2A,3A. Lors d'une opération de fermeture, les deux équipages de contacts sont rapprochés l'un de l'autre, le contact d'arc 3B en forme de tige venant d'abord s'insérer dans le contact d'arc creux 28 en traversant la buse 4. Le courant passe alors par le contact 2B, le contact 3B, les contacts élastiques 9, la tige métallique 8 qui est reliée à la résistance 6. Cette dernière est alors insérée. The two arcing contacts 2B, 3B are spaced from each other, in the fully open position of the circuit breaker, by a distance less than the distance separating the two permanent current contacts 2A, 3A. During a closing operation, the two contact assemblies are brought towards each other, the arcing contact 3B in the form of a rod coming first to be inserted into the hollow arcing contact 28 by crossing the nozzle 4. The current then passes through the contact 2B, the contact 3B, the elastic contacts 9, the metal rod 8 which is connected to the resistor 6. The latter is then inserted.
La durée de l'insertion de la résistance à la fermeture est contrôlée par un système d'insertion qui comprend une pièce métallique 10 montée coulissante sur la tige du contact 3B suivant l'axe D. Cette pièce 10 porte un contact intermédiaire 11 qui est destiné à se fermer sur un autre contact intermédiaire 12 prévu sur la portion tubulaire du contact 3A. A l'ouverture complète du disjoncteur, les deux contacts intermédiaires Il et 12 sont séparés d'une distance, suivant l'axe D, qui est supérieure à la distance séparant les contacts 2B et 38 (la différence de distance servant au réglage de la durée de l'insertion de la résistance) mais inférieure à la distance séparant les contacts 2A et 3A. The duration of the insertion of the closing resistance is controlled by an insertion system which comprises a metal part 10 slidingly mounted on the contact rod 3B along the axis D. This part 10 carries an intermediate contact 11 which is intended to close on another intermediate contact 12 provided on the tubular portion of contact 3A. When the circuit breaker is fully opened, the two intermediate contacts II and 12 are separated by a distance, along the axis D, which is greater than the distance separating the contacts 2B and 38 (the difference in distance used for adjusting the duration of insertion of the resistor) but less than the distance separating the contacts 2A and 3A.
La pièce 10 est conformée pour être poussée, pendant la fermeture du disjoncteur, par la buse 4. Elle est donc déplacée en même temps que le contact d'arc creux 2B alors que la contact intermédiaire 12 est déplacé en même temps que le contact d'arc en forme de tige 3B. The part 10 is shaped to be pushed, during the closing of the circuit breaker, by the nozzle 4. It is therefore moved at the same time as the hollow arc contact 2B while the intermediate contact 12 is moved at the same time as the contact d rod-shaped arc 3B.
La pièce 10 est reliée électriquement à la tige du contact d'arc 3B par des contacts glissant 13 entourant radialement la tige du contact. The part 10 is electrically connected to the rod of the arcing contact 3B by sliding contacts 13 radially surrounding the rod of the contact.
Le contact intermédiaire 12 est disposé sur la surface extérieur de la portion tubulaire du contact 3A. Cette portion tubulaire présente un évidement longitudinal 14 permettant le déplacement axial de la pièce 10 et du contact intermédiaire 11. The intermediate contact 12 is disposed on the outer surface of the tubular portion of the contact 3A. This tubular portion has a longitudinal recess 14 allowing the axial movement of the part 10 and of the intermediate contact 11.
Des tiges 15 sont fixées par une de leurs extrémités à la pièce 10, ces tiges 15 s'étendant parallèlement à l'axe D. Ces tiges 15 en matériau isolant traversent des couronnes 16 en matériau isolant montées fixes à l'intérieur de la portion tubulaire du contact 3A et une couronne 17 en matériau isolant montée fixe à l'intérieur du cylindre 7. Les couronnes 16 sont solidaires de la tige du contact 3B et servent à la tenir selon la direction axiale D. La couronne 17 est solidaire de la tige 8 et sert à la tenir selon la direction axiale D avec une autre couronne 18 en matériau isolant solidaire du cylindre 7 espacée de la couronne 17. Un flasque 19 est fixé à l'autre extrémité des tiges 15, ce flasque étant en outre monté coulissant sur la tige 8. Les tiges 15 coulissent dans les couronnes 16 et 17. Rods 15 are fixed by one of their ends to the part 10, these rods 15 extending parallel to the axis D. These rods 15 of insulating material pass through crowns 16 of insulating material mounted fixed inside the portion tubular contact 3A and a ring 17 of insulating material fixedly mounted inside the cylinder 7. The rings 16 are integral with the contact rod 3B and serve to hold it in the axial direction D. The crown 17 is integral with the rod 8 and serves to hold it in the axial direction D with another ring 18 of insulating material secured to the cylinder 7 spaced from the ring 17. A flange 19 is fixed to the other end of the rods 15, this flange being further mounted sliding on the rod 8. The rods 15 slide in the crowns 16 and 17.
La pièce 10 est munie d'un crochet 20 qui est destiné à venir s'engager dans une gorge 21 prévue sur la tige du contact d'arc 3B et un piston à ressort et à poussoir 22 est monté entre les couronnes 16 pour dégager le crochet 20 de la gorge 21. The part 10 is provided with a hook 20 which is intended to come to engage in a groove 21 provided on the rod of the arcing contact 3B and a spring-loaded piston and push-button 22 is mounted between the crowns 16 to release the hook 20 of groove 21.
Enfin un ressort 23 est disposé entre la couronne 18 et le flasque 19. Figure 1, en position d'ouverture complète du disjoncteur, le ressort 8 est complètement détendu. Ce ressort sert à séparer, à l'ouverture du disjoncteur, les contacts intermédiaires Il et 12. Finally a spring 23 is disposed between the crown 18 and the flange 19. Figure 1, in the fully open position of the circuit breaker, the spring 8 is completely relaxed. This spring is used to separate, at the opening of the circuit breaker, the intermediate contacts Il and 12.
Pendant la fermeture, les deux équipages de contacts sont rapprochés l'un de l'autre suivant l'axe D. La buse 4 pousse la pièce 10 et donc le contact intermédiaire Il en direction du contact intermédiaire 12 qui se déplace en sens contraire du contact intermédiaire 11. Le déplacement de la pièce 10 (vers la droite sur les figures) entraîne une translation des tiges 15 et donc du flasque 19, ce qui fait que le ressort 23 est contraint à se comprimer. During closing, the two contact assemblies are brought towards each other along the axis D. The nozzle 4 pushes the part 10 and therefore the intermediate contact II in the direction of the intermediate contact 12 which moves in the opposite direction from the intermediate contact 11. The displacement of the part 10 (to the right in the figures) results in a translation of the rods 15 and therefore of the flange 19, which means that the spring 23 is forced to compress.
Dans un premier temps, les contacts d'arc 2B et 3B se ferment l'un sur autre comme indiqué plus haut. La résistance est insérée. Initially, the arcing contacts 2B and 3B close one on the other as indicated above. Resistance is inserted.
Après un certain temps, les contacts intermédiaires 1 1 et 12 se ferment l'un sur l'autre. Le courant transite alors par le contact d'arc 28, la tige du contact d'arc 3B, les contacts glissant 13, la pièce 10, le contact intermédiaire 11, le contact intermédiaire 12, le contact de courant permanent 3A, les doigts 3C, le cylindre 7. La résistance est alors court-circuitée. Puis en fin de course de fermeture, les contacts de courant permanent 2A et 3A se ferment l'un sur l'autre comme illustré figure 2. En fin de course des équipages de contacts à la fermeture, le crochet 20 s'engage dans la gorge 21. After a certain time, the intermediate contacts 1 1 and 12 close one on the other. The current then flows through the arcing contact 28, the arcing contact rod 3B, the sliding contacts 13, the part 10, the intermediate contact 11, the intermediate contact 12, the permanent current contact 3A, the fingers 3C , the cylinder 7. The resistance is then short-circuited. Then at the end of the closing stroke, the permanent current contacts 2A and 3A close one on the other as illustrated in FIG. 2. At the end of the stroke of the contact equipments when closing, the hook 20 engages in the throat 21.
Lors d'une opération d'ouverture, les deux équipages de contacts sont déplacés pour être éloignés l'un de l'autre. La pièce 10 reste immobilisée le long de la tige du contact d'arc 3B par l'action du crochet 20 dans la gorge 21 et les contacts intermédiaires Il et 12 restent fermés l'un sur l'autre. Pendant cette première phase d'ouverture, la résistance est court-circuitée par les contacts intermédiaires tandis que les contacts d'arc et de courant permanent se séparent. En fin de course des équipages de contacts, la couronne 17 vient pousser le poussoir de l'organe 22 qui par son déplacement axial dégage le crochet 20 de la gorge 21. A ce moment la pièce 10 est libérée et déptacée axialement sous i'action de la détente du ressort 23. During an opening operation, the two contact sets are moved to be distant from each other. The part 10 remains immobilized along the rod of the arcing contact 3B by the action of the hook 20 in the groove 21 and the intermediate contacts II and 12 remain closed one on the other. During this first opening phase, the resistor is short-circuited by the intermediate contacts while the arcing and permanent current contacts separate. At the end of the race of the contact crews, the crown 17 pushes the pusher of the member 22 which, by its axial displacement, releases the hook 20 from the groove 21. At this moment the part 10 is released and deptosed axially under the action of the spring release 23.
Les contacts intermédiaires Il et 12 se séparent et la pièce 10 revient dans la position illustrée sur la figure 1. The intermediate contacts 11 and 12 separate and the part 10 returns to the position illustrated in FIG. 1.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |