BE417531A

BE417531A -

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Publication number: BE417531A
Authority: BE
Priority date: 1935-09-21

Description

Commutateur à intervalle libre de séparation à air, en particulier pour hautes tensions.

On connaît des commutateurs à airlibre dans lesquels la formation de contact se fait à l'intérieur de contacts sphériques, tandis que les appuis portant les sphères par- ticipent des deux cotes au mouvement de commutation pour augmenter ainsi autant que possible le trajet d'ouverture.

De semblables commutateurs ne conviennent toutefois pas pour la mise hors circuit de puissances notables car il ne se produit pas d'influence sur l'arc et la couche interposée lors de l'opération de commutation et consistant exclusive-

ment en air libre ne possède pas une résistance d'isolement suffisante de sorte que le réallumage de l'arc doit se produire.

On connaît en outre des commutateurs à air comprimé, à inter- ruption dans l'air libre, dans lesquels la tige de commutation possède à l'extrémité de contact une pièce annulaire,pour le guidage de l'air comprimé, De semblables commutateurs ont tou- tefois été utilisables jusqu'àprésent seulement pour des puis- sances modérées comme commutateurs séparateurs de puissance et pour de minimes tensions. La raison principale de cette possi- bilité d'emploi limitée repose sur le fait que l'&ir comprimé se détend lors de la sortie à l'air libre et ne convient par con- séquent plus pleinement pour le déverrouillage de l'intervalle d'interruption.

Les commutateurs connus à extinction de l'are par des agents d'extinction en circulation rendent nécessaire par conséquent, pour la mise hors circuit de grandes puissances, en particulier en cas de tensions élevées, la création d'une chambre de commu- tation spéciale, le plus souvent coûteuse, à parois cylindriques.

L'électrode mobile est attirée dans cette chambre, de sorte que la sortie du courant de l'agent d'extinction est libérée. Il se produit alors, malgré la grande vitesse d'écoulement impliquée par le rétrécissement de la tuyère, une pression élevée de l'a- gent d'extinction.

On connaît en outre des commutateurs dans lesquels une élec- trode fixe est prévue dans la partie de la chambre de commutation allant en se rétrécissant ainsi qu'une électrode mobile en dehors de la chambre de commutation. L'arc brûle par conséquent à l'air libre ou dans une chambre à basse pression. Par suite de la dé- tente du jet de gaz sous pression parvenant 'de la chambre de com- mutation à l'air libre on n'obtient pas, même en cas de grandes courses des électrodes, la résistance de percement nécessaire pour l'intervalle dtinterruption.

Le problème consistant, dans un commutateur électrique à intervalle de séparation d'air libre, dans lequel au moins l'une des électrodes de préférence en forme de tige est balayée, au moyen d'une piècede guidage annulaire qui l'entoure, par un fluide d'extinction en circulation, en particulier un gaz sous pression, et dans lequel au moins une électrode exécute lors de l'ouverture un mouvement relatif contre l'écoulement d'agent d'extinction, à mettre hors circuit des puissances quelconques, en particulier dans le cas de hautes tensions, est résolu par la présente invention par les moyens les plus simples par la créa- tion d'une chambre de pression traversée par le courant le plus intense et sans parois cylindriques, simplement par limitation à l'aide de l'environnement des électrodes.

La présente invention se caractérise essentiellement par le fait que les électrodes balayées sont entourées de pièces de guidage en forme de tuyères s'élargissant vers l'extérieur derrière l'endroit le plus étroit, de telle manière que lors de l'ouverture les électrodes parvien- nent derrière l'endroit le plus étroit des pièces de guidage et que tout d'abord une chambre fermée de pression élevée est déli- mitée en particulier par les pièces de guidage pendant le mouve- ment relatif, tandis qu'après l'extinction complète de l'arc, il se forme entre les pièces de guidage un intervalle de sépara- tion d'air encore agrandi et visible.

Une forme de réalisation particulièrement avantageuse s'ob- tient lorsqu'on munit un pointde commutation, réalisé à la maniè- re d'un commutateur rotatif, d'une pièce de guidage recevant les électrodes et agissant à la manière d'une tuyère, pièce qui est élargie à la hauteur de la pointe des électrodes, vers l'extérieur en une calotte servant à la fois d'écran électrostatique. De cette manière, il se produit entre l'électrode et la pièce de guidage une fente annulaire par laquelle le jet de gaz sous pression est insufflé et enveloppe l'arc lumineux dans le voisinage du point

de pied à la manière d'un tuyau souple et refroidit par conséquent celui-ci de fagon intensive.

Si conformément à une autre proposi- tion de la présente invention, non seulement les électrodes, mais aussi les contre-électrodes sont baignées par les deux jets de gaz sous pression dirigés en sens opposé, en particulier de forme annulaire, on provoque après l'enveloppement en forme de tuyau souple initial de l'arc, lors de la rencontre des deux jets de gaz sous pression, un tourbillonnement intensif de ceux- ci avec de l'air frais. Le passage de l'arc aux enveloppes pro- tectrices de rayonnement est empêché par le guidage de l'arc à l'intérieur de l'enveloppe d'air comprimé.

L'invention est expliquée à l'aide de quelques exemples de réalisation représentés aux dessins.

La fig. I montre une disposition de principe.

La fig.2 montre une forme de réalisation de l'invention en cas d'emploi sur un commutateur séparateur de puissance, en vue de dessus.

La fig. 3 montre des éléments de commutateur suivant l'invention, en partie en coupe, en partie en vue de côté.

La fig. 4 montre une variante des éléments de commutateur en coupe.

La fig. 5 montre la constitution du commutateur comme com- mutateur rotatif.

La fig'. 6 montre l'emploi du principe suivant la présente invention dans un commutateur de séparation de puissance à deux bras pivotants.

La fig. 7 montre la constitution du commutateur comme com- mutateur de séparation double.

La fig. 8 montre la constitution du commutateur avec deux bras pivotants et la sortie de l'air comprimé dans le sens du mouvement de séparation des électrodes.

La fig. 9 montre la constitution du commutateur avec un bras pivotant double et deux points de séparation.

La fig. 10 montre une variante du commutateur avec un corps d'arc lumineux entouré par des courants d'agent d'extinction diri- gés en sens inverse.

Les fig. II et 12 montrent la constitution du commutateur comme commutateur rotatif de séparation analogue à la forme de réalisation indiquée schématiquement à la fig. 8, et cela en vue de coté et en vue de dessus.

Les fig. 13 et 14 montrent la constitution ducommutateur comme commutateur rotatif doubla, analogue à la forme de réalisa- tion représentée schématiquement à la fige 7, et cela en vue de côté et en vue de dessus.

Suivant la fig. I, on a prévu dans une enveloppe servant à la fois à l'homogénéisation du champ électrostatique et comme protection de rayonnement et qui est établie sous la forme d'une calotte sphérique creuse 1 ou d'une sphère, une électrode 3 en forme de tige.ntre l'électrode 3 et la paroi intérieure d'une pièce de guidage 8 reliée à l'enveloppe, il se forme une fente annulaire 4 qui sert au passage de l'agent d'extinction destiné à baigner l'électrode en particulier du gaz sous pression, de façon que le gaz sous pression sortant enveloppe l'arc à la manière d'un tuyau souple à proximité du point de pied, le fixe ainsi avec son point de pied à l'endroit désiré et le refroidit de façon intensive.

Aussi bien l'électrode 3 représentée avec son envelop- pe servant d'écran électrostatique, que la contre-électrode non représentée qui peut présenter en particulier la même forme ou une autre forme que l'électrode 3 et est disposée dans une envelop- pe se trouvent dans l'air libre.

L'enveloppe constituée sous la forme d'une calotte sphé- rique est aplatie du côté tourné vers la contre-électrode non re- présentée , de sorte qu'il se forme une surface d'appui, à l'état fermé, pour l'enveloppe également aplatie de la contre-électrode.

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La calotte I faits en métal est pourvue avantageusement d'une couche isolante et cela de préférence sur les parties tournées vers l'électrode en forme de tige. On empêche ainsi d'une manière sure que l'arc prenant naissance en cas de hautes tensions saute de l'électrode sur l'enveloppe protectrice et attaque celle- ci. une autre mesure pour empêcher le passage de l'aro sur len- veloppe peut consister en ce que l'électrode 3, présentant une pointe 5 en une matière se vaporisant difficilement, par exemple en tungstène, en alliage cuivre-tungstène ou en une matière ana- logue, dépasse, à l'état ouvert du commutateur, la surface de. li- mitation bombée de la calotte I.

Si l'on emploie en particulier deux électrodes identiques coopérant, on obtient ainsi que les jets de gaz sous pression dirigés en sens inverse, enveloppant en forme de cylindres l'arc lumineux, provoquent par leur rencontre et par la séparation des calottes un fort tourbillonnement avec l'air frais.

La disposition peut être telle que lors de la fermeture, les calottes et les électrodes changent de position l'une par rapport à l'autre ; dans ce but l'enveloppe ( la calotte) ou l'électrode est déplacée en particulier, tandis que par exemple lors de la fermeture, un ressort est en même temps mis sous tension et lors de l'ouverture, ramène automatiquement l'électrode ou la calotte dans sa position initiale par suite de sa détente.

Dans la disposition de la fig. 2, une seule des électrodes 3 a la forme d'une tige tandis que l'électrode conjuguée 23 a la forme d'une tulipe de contact ayant éventuellement une consti- tution en forme de tuyère. Dans cette disposition, la calotte I peut coulisser sur l'électrode 3 en forme de tige par le fait que la calotte I est :reliée à une douille '1 qui est placée sous l'action d'un ressort 8. La douille 7 est conduite dans un guidage 12 qui est disposé sur un isolateur d'appui 10, lequel est employé en même temps pour l'amenée du gaz sous pression.

L'électrodce 3 peut être rixe, comme on l'a représenté, ou bien éga- lement capable de coulisser. Le canal annulaire 4 pour le passage du gaz sous pression est formé ici entre la surface de l'électro- de 3 et la paroi intérieure de la douille 7. La contre-électrode 23 est enfermée dans une calotte II qui est disposée sur un bras double 13 pouvant tourner autour du point 9. Le bras double 13 est par conséquent, Clans cet exemple de réalisation, capable de pivoter dans le plan du dessin. A l'extrémité opposée le bras dou- ble 13 porte une enveloppe analogue ou une calotte 11 avec la con- tre électrode qui coopère avec 1'électrode 3.

Lors de la fermeture, la calotte II se place avec sa face antérieure aplatie contre la partie également aplatie de la calot te 1 de l'électrode 3 tandis que lors de la oontinuion de la pression de la calotte 11 contre la calotte 1, cette dernière est repoussée et par conséquent l'électrode 3 est refoulée dans la contre-électrode 23, De ce fait le ressort ô est bandé également et il proauit ensuite l'ouverture automatique. Le commutateur peut être établi également moyennant des modifications appropriées, pour une interruption multiple.

A la place de la disposition suivant la fig. 2 on peut choi- sir une disposition dans laquelle toutes les électrodes sont en for- me de tiges de sorte que l'arc est étiré entre les pointes des tiges des électrodes.

Des formes de réalisation particulièrement avantageuses de l'objet de l'invention sont représentées aux fig. 3 et 4. La pièce de guidage 2, avantageusement en matière isolante ou pourvue d'un revêtement isolant, pour le fluide d'extinction qui peut consis- ter en des matières en vapeur ou en liquide, par exemple un gaz comprimé, de l'acide carbonique, un jet d'eau, un mélange d'eau et de vapeur etc...est ici établie en forme de tuyère. La pièce de guidage contient une électrode 3 en forme de tige qui estdé- plagable, pour amorcer l'opération de commutation, d'une manière

quelconque, par exemple par coulissement.

Le mouvement de l'élec- trode 5 peut être produit par un piston 34 qui reçoit l'action de l'agent d'extinction ou est actionné de façon purement mécani- que. Gomme le montre la fig. 3, lors du mouvement d'ouverture un accumulateur d'énergie peut être chargé, par exemple un ressort 18 bandé, et celui-ci produit, lors de la libération de l'énergie accumulée, le rappel automatique.

Dans l'intervalle annulaire 4 prenant naissance entre la pièce de guidage en forme de tuyère 2 et lélectrode 3, l'agent d'extinction en circulation est introduit dans le sens de la flè- che indiquée au dessin, fig.3, de sorte que l'électrode 3 lors de l'opération d'ouverture, est enveloppée par l'agent d'extinction dans le sens opposé au mouvement de l'électrode. La pièce de gui- dage 2 peut, comme dans la disposition des fig. 8 et 2, se terminer par une calotte 1 qui sert à l'homogénéisation du champ électri- que et comme protection de rayonnement.

La pièce de guidage 2 présente un rétrécissement 16 disposé en particulier à proximité ae la surface de la calotte 8 qui se raccorde d'un coté progres- sivement à la paroi intérieure cylindrique de la pièce de guida- ge 2 et de l'autre côté à la calotte I, en créant un élargissement.

Le rétrécissement 16 produiz des avantages importants qui consis- tent en ce que lorsque les électrodes s'écartent, le passage de l'air est bloqué ; il ne se produit aucune élévation de pression et le travail de l'arc est notablement diminué. La pièce de gui- dage 2 et la calotte i peuvent également être faites en une seule pièce de matière., en particulier en une pièce métallique recou- verte de matière isolante.

Comme on peut le voir à la forme de réalisation suivant la fig. 4, la contre-électrode 13 avec ses pièces accessoires, comme la pièce de guidage 12, la calotte II etc...peut être faite identique à l'électrode 3 et aux pièces accessoires correspondan- tes à ces électrodes. Elle peut toutefois aussi, comme le montre

la fig. 3, être réalisée de telle façon qu'à l'état fermé elle enveloppe complètement ou en partie l'électrode 3 ou sa pointe, par le fait qu'elle est établie par exemple à la manière d'une tulipe de contact.

Lors de l'ouverture, l'électrode 3 parvient dans la zone derrière le rétrécissement 16 de la pièce de guidage 2 en forme de tuyère, dans laquelle il règne non seulement une forte pres- sion mais également une vitesse élevée de l'agent d'extinction.En cet endroit la pièce de guidage peut présenter un élargissement.

De cette manière les électrodes sont déplacées contre l'écoulement de l'agent d'extinction, derrière l'endroit le plus étroit de la pièce de guidage. En même temps que se fait le souf- flage des électrodes, l'agent d'extinction parviendra dans le sens de la flèche de la fig. 3 à l'intérieur du guidage de piston 50 et déplacera ainsi le piston 34 relié à l'électrode contre l'action du ressort dans le sens s'écartant du rétrécissement 16. En même temps les calottes 1 et 11 restent d'abord immobiles de sorte qu'elles délimitent un espace de pression plus élevée.

Après un écartement déterminé des électrodes, l'une de l'autre, la calotte IL de l'électrode 33 peut être écartée avec celle-ci de l'électro- de 3 de sorte qu'entre les pièces de guidage il se forme un intervalle libre de séparation à air, agrandi davantage après l'extinction complète de l'arc.

A la place des calottes fixes et des électrodes mobiles, dans l'exemple de réalisation suivant la rig. 4, les électrodes 3 et 13 sont fixes et, les deux calottes 1 et II peuvent coulisser tandis qu'entre la calotte et l'électrode conjuguée on a prévu des organes de guidage 46. Le déplacement des calottes I et II peut être produit par les ressorts 28 qui prennent appui contre une bride 22, 49 dans laquelle la pièce de guidage 2, reliée à la ca- lotte, peut se déplacer. liane l'état fermé, la pointe de chaque électrode est à fleur de la surface de la calotte ou est un peu en

avant de Selle-ci.

Lors de l'ouverture, les électrodes opposes sont amenées dans la partie élargie derrière le rétrécissement de la tuyère par le fait que les deux calottes changent de posi- tion par rapport aux électrodes sous l'action des ressorts 28, Dans la première partie de ce mouvement relatif il ne se produit toutefois aucune séparation des calottes l'une de l'autre. la fig.- 4 correspond à cette phase du mouvement. Tandis que les élec- trodes ont déjà été séparées l'une de l'autre, les calottes I, II se touchent encore de sorte qu'elles ferment un espace délimité de pression plus élevée.

Lors de la suite de la détente des ressorts 28, la séparation des calottes I, II a lieu et il. se produit alors un écoulement longitudinal et transversal de l'agent d'extinction à peu près dans le sens de la flèche 73, ce qui favorise l'effet d'extinction. Aprèe l'achèvement. de l'extinction de l'arc, il se forme ainsi un nouvel intervalle de séparation libre à air, visible, Par des dispositifs parti ou - tiers non représentés au dessin, par exemple des encliquetasge, on peut en outre obtenir que la séparation des calottes l'une de l'autre se fasse brusquement.

L'objet de Il'invention décrit peut également être employé dans des dispositifs dans lesquels non seulement les électrodes mais également les calottes sont mobiles ou dans les formes constructives les plus variées de commutateurs de séparation, de puissance, ou de séparation et de puissance, dans lesquels par conséquent les contacts formant après l'ouverture l'intervalle de séparation à air sont employés en même temps pour la mise hors circuit de la puissance. La disposition peut en outre avan- tageusement être telle que le courant de fluide sous pression correspond sensiblement à l'axe de l'arc.

On a par exemple représenté schématiquement à lafig. 5 un commutateur rotatif de séparation dans lequel un bras de commuta- tion double 17, 27 est disposé sur un isolateur d'appui 18 monté

de façon à pouvoir tourner. Chacun des bras de commutation mobi- les encommun 17 ou 27 possède une partie d'extrémité s'étendant sous un angle par rapport au commutateur et une électrode dis- posée dans la même direction que celle-ci pour la production d'un mouvement initial perpendiculaire à l'axe de l'élément de comma' tation. Les électrodes sont logées dans les pièces de guidage en forme de tuyères qui amènent l'agent d'extinction en écoule- ment au point d'interruption et les pièces de guidage se termi- pont par des calottes qui sont portées par les isolateurs d'appui :rixes21, 63.

La fig. 6 représente la constitution d'un commutateur de séparation comportant les électrodes disposées sous un angle par rapport aux deux bras de commutation séparés 24, 25, Les bras de commutation sont disposés de façon à pouvoir pivoter l'un vers l'autre par le fait qu' ils sont fixés aux isolateurs d'appui extérieurs rotatifs.

Suivant la fig. 7 la disposition suivant la présente in- vention est appliquée à un commutateur de séparation double com- portant deux isolateurs d'appui extérieurs fixes et deux isolateurs d'appui intérieurs rotatifs 29, 36 sur lesquels des bras de commu- tation doubles sont prévus.

Comme le montre la fig. 8, dans un commutateur de sépara- tion pourvu de bras de commutation 24, 25 pivotant l'un vers l' au - tre, la disposition peut être choisie telle, malgré l'absence des parties extrêmes coudées des bras de commutation, que l'air com- primé sort dans le sens du mouvement de séparation des électrodes.

La fige 9 représente finalement une forme de réalisation du commutateur de séparation dans laquelle on a employé un bras double 17, 27 pouvant tourner autour d'un isolateur d'a,ppui 19.La conformation des éléments de commutation fixes et des éléments mobiles est ici choisie de telle façon qu'il se produit un mouve- ment de séparation initial dans le sens de l'écoulement de l'air comprimé ou en sens inverse de celui-ci.

L'invention est applicable en outre aux autres commuta- teurs de séparation, par exemple aux commutateurs de séparation à poussée.

L'air comprimé peut ici être amené aux isolateurs mobi- les, par exemple.rotatifs ou bien à la fois aussi bien aux iso- lateurs fixes qu'aux isolateurs mobiles. Dans le cas où l'air comprimé sert non seulement pour le soufflage mais également pour l'actionnement des contacts et/ou des pièces de guidage en forme de tuyères, il est possible à cause du fonctionnement doux, de choisir la force de la commande notablement plus élevée que ce qu'exige le commutateur de séparation. On obtient ainsi une grande sécurité en cas de coincement par suite de rouille ou de congélation (effet de brise-glace).

Dans la forme de réalisation suivant la fig. 10, on a prévu d'une manière analogue à la forme de réalisation à la fig. 4, deux électrodes identiques en forme de tiges 3,43 avec des pièces de guidage identiques 2 et 12 et des calottes 1 et 11. L'électrode 3 ou la calotte 1 peut être fixe ou mobile pour faciliter la fermeture ou la séparation des contacts lors de l'opération de commutation. Le jet d'agent d'extinction est conduit dans l'espace 4, annulaire en section transversale, et en dehors du dispositif directeur, dans le sens des flèches 35.

Le jet de fluide d'extinction est au contraire amené dans le sens des flèches 36 dans l'espace recevant la contre-électrode.

Les jets de fluide d'extinction dirigés en sens inver- ses, sortant des pièces de guidage 2,12, enveloppent à la ma- nière d'un tuyau souple le corps de l'arc s'étendant parallèle- ment à eux et produisent ainsi un refroidissement intensif de celui-ci, ce sorte que par le refroidissement superficiel le fluide d'extinction a la possibilité de pénétrer latéralement dans l'arc et de soulever un de ses points de pied. Lors de la rencontre des jets de fluide d'extinction, ces derniers sont dé-

tournés de leurs voies, pénètrent dans le coeur de l'arc lu- mineux et le mettent en tourbillonnement. Il peut en même temps se produire une mise en tourbillonnement des jets de l'agent d'extinction avec le fluide environnant par suite de l'écoule- ment transversal prenant naissance des jets de fluide d'extine- etion.

Dans la disposition décrite, on utilise par conséquent d'a ent deux je s d extinction analogues, qui en enveloppant le corps de l'arc sont conduits l'un contre l'autre à l'air libre. La rencontre des jets d'agent d'extinction peut, comme on la dé- .crit se produire de telle façon que ceux-ci sont dirigés exactement l'un contre l'autre, par le fait qu'on choisit de préférence pour les deux pièces de guidage 2,12 un axe com- mun. Une autre possibilité consiste en ce qu'on dispose les pièces de guidage de telle façon qu'avant d'agir sur l'arc, les jets d'agents d'extinction se rencontrent sous un angle lpur amorcer ensuite le tourbillonnement désiré avec le corps de l'arc et assurer en même temps une direction de départ préférée.

Comme jet d'agent d'extinction,on peut employer n'im- porte quels agents d'extinct8on gazeux ou liquides ou leurs mélanges. On peut employer avantageusement à cet effet de l'air comprimé, de l'acide carbonique ou des matières analogues, ou un mélange d'air ou de vapeur d'eau.

Lors de l'emploi du gaz sous pression, la mise en tour- billonnement repose principalement sur un effet dynamique des particules de gaz. Il est toutefois possible également de pro- duire, par exemple par l'adjonction de matières à action chi- mique, une pénétration analogue du corps de l'arc, lumineux.

Dans les commutateurs représentés aux fig. 11 à 14, il s'agit de modes de construction des commutateurs rotatifs reposant sur le principe décrit au début, qui présentent l'a- vantage que dans ceux-ci il ne se produit pas d'agrandissement

important des dimensions d'ensemble du commutateur rotatif de séparation par suite de sa constitution comme commutateur de puissance. En effet, les bras pivotant portant les contacts de séparation peuvent sans difficulté être élargis de façon qu'ils offrent suffisamment de place pour recevoir l'appareil- lage de commutation.

En outre, différents dispositifs existant déjà dans les commutateurs de séparation peuvent avantageuse- ment être rendus utiles pour la commutation de puissance, par exemple par le fait que les enveloppes protectrices de rayon- ' nement connues qui.aux extrémités des bras pivotants entourent les contacts de commutation, sont conformées en même temps comme tuyères d'écoulement pour la commutation de puissance, ou bien qu'une conduite de gaz sous pression prévue pour la commande du commutateur de séparation est placée de telle fa- çon qu'elle sert également pour le soufflage des contacts de commutation lors de la commutation de puissance.

Le simple commutateur rotatif de séparation de puissan- ce suivant les fig. 11 et 12 est réalisé approximativement dans le genre des dispositions' suivant les fige 4 et 8. Il contient deux isolateurs d'appui 52 et 56 pouvant tourner sur une pla- que de base 60 et portant les bras pivotants 44 et 45 qui se terminent par les calottes 1 et 11 (enveloppes de protection de rayonnement) recevant les pièces de guidage en forme de tuyères et enveloppant les contacts de commutation.

Les ame- nées de courant sont raccordées aux points 61,62 des bras pi- votants, tandis qu'à l'extrémité inférieure des isolateurs d'appui on a prévu des dispositifs de commande 68 et 64, raccor- et dés à des conduites de gaz sous pression 69 et 70/par lesquels les isolateurs d'appui 52 et 56 peuvent être mis en rotation, par exemple au moyen de couronnes dentées 65 et 66.

Les bras pivotants 4.4 et 45 sont faits creux. Les deux contacts peuvent avantageusement être disposés sur des bras,

pivotants et le soufflage peut être effectué à partir des deux côtés.

Le fonctionnement du commutateur rotatif de séparation de puissance suivant la présente invention est le suivant : Dans la position de fermeture, qui est représentée aux fig.

11 et 12 par les lignes en traits pleins, les bras pivotants 44 et 45 sont appliqués l'un contre l'autre par leurs calottes 1,11. Les contacts de commutation enfermés dans celles-ci sont alors en prise et le circuit est fermé. Si le commutateur doit être ouvert, le commutateur à gaz sous pression incorporé dans les bras pivotants 44,45 est mis en action par l'arrivée de gaz sous pression et la séparation des contacts est eff ectuée.

En même temps ou avec un certain retard, les commandes 68,64 reçoivent du gaz sous pression et font tourner les isolateurs 52,56 jusque dans la position indiquée en traits interrompus et lorsque celle-ci est atteinte, il y a entre les contacts des bras pivotants un intervalle de séparation d'air,visible de l'extérieur.

Les fig. 13 et 14 montrent l'invention dans son ap- plication comme commutateur rotatif de séparation double..

Dans celui-ci, les bras pivotants 37,57, montés sur la plaque de base 60 par l'intermédiaire des isolateurs rotatifs 29 et 39, contiennent, comme dans l'exemple de réalisation précédent, 11-appareillage pour la commutation de puissance, tandis que les contacts de commutation se trouvent également à l'inté- rieur des enveloppes de protection de rayonnement qui ont la forme de calottes 1, 11. Les bras pivotants possèdent toute- fois encore des prolongements vers l'arrière 47,67 qui coo- pèrent, par l'intermédiaire de pièces de frottement 58,59, avec des contacts conjugués 43,53 qui sont disposés sur des isolateurs fixes 51,54 et auxquels les amenées de courant sont raccordées.

Sur les fig. 13 etl4 les lignes en traits pleins caractérisent la position d'ouverture et les lignes en traits interrompus la position de fermeture du commutateur. Son fonctionnement est le même que pour le commutateur suivant les fig.

Il et 12, avec cette différence que par les bras pivotants 37, 47 et 57,67, dans la position d'ouverture, trois intervalles de séparation d'air sont procurés au total. En outre, par les pièces de frottement 58,59, on veille à ce que lors de l'ouverture la mise hors circuit de la puissance.se produise d'abord et à ce qu'ensuite seulement les intervalles de séparation à air soit formés.

La forme de réalisation comme commutateur de séparation double a l'avantage que l'appareil de commutation peut facilement être retiré de la ligne pour l'examen ou la réparation. Il est par conséquent monté avantageusement sur des Boulettes comme on l'a représenté et doit seulement être retiré par roulement, par exemple dans le sens de la flèche 71, après dégagement des raccords de gaz sous pression.

Dans certaines circonstances, il peut être avantageux de constituer également les pièces de contact 47,67 avec leurs contacts conjugués 43,53 suivant une des manières indiquées aux fig. 1, 3 ou 4.

Claims

R e v e n d i c a t ion s.

1.- Commutateur à intervalle libre de séparation à air, en particulier pour hautes tensions, dans lequel au moins l'une des électrodes, de préférence en forme de tige, est baignée au moyen d'une pièce de guidage l'entourant annulairement, par un agent d'extinction en écoulement, en particulier un gaz sous pression, et dans lequel au moins une des électrodes effectue lors de l'ouverture un mouvement relatif en sens inverse de l'écoulement de l'agent d'extinction, caractérisé en ce que les électrodes (3,13) baignées par l'agent d'extinction <Desc/Clms Page number 17> sont entourées par des pièces de guidage (2,12), en particulier en forme de tuyères, et s'élargissant avantageusement vers .

l'extérieur derrière le point leplus étroit (16), de telle ma- nière que lors de l'ouverture, les électrodes (3,13) parvien- nent derrière le point le plus étroit (16) des pièces de gui- dage (2,12) et en ce que tout d'abord un espace fermé de pres- siqn plus élevée est délimité en particulier par les pièces de guidage (2,12) pendant le mouvement relatif, tandis qu'après l'extinction complète de l'arc, prend naissance, entre les pièces de guidage (2,12) un intervalle libre de séparation à air, visible, agrandi davantage.

2. - Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une des électrodes baignées (5), de préférence en forme de tiges, vient, en même temps que se produit la sépa- ration des électrodes ou immédiatement après celle-ci, dans la position d'extinction la plus favorable.

3.- Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes baignées (3,13) parviennent d'abord dans leur position d'extinction la plus favorable, après quoi com- mence le soufflage.

4. - Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que non seulement les électrodes (3) mais aussi les contre- électrodes (43) sont baignées par deux jets d'agent d'extincè tion dirigés en sens inverse, de telle manière que les jets d'agent d'extinction enveloppent l'arc à la manière d'un tuyau souple et provoquent lors de leur rencontre un tourbillonnement du corps de l'arc.

5. - Commutateur suivant les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que les jets d'agents d'extinction enveloppant l'arc sont conduits l'un vers l'autre à l'air libre au moins dans une partie de leur course.

6. - Commutateur suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pièce de guidage (2) en forme de tuyère est élar- <Desc/Clms Page number 18> gie vers l'extérieur en une calotte (1) à hauteur de la pointe (5) de l'électrode.

7.- Commutateur suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pièce de guidage (2) avec la calotte (1) est con- formée intérieurement à la manière d'une tuyère de Laval.

8. - Commutateur suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la calotte (1) est faite au moins en partie en métal et est reliée de façon conductrice à la pièce de guidage an- nulaire (2) conduisant le fluide d'extinction.

9. - Commutateur suivant les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la calotte (1) est pourvue d'une couche isolante.

10. - Commutateur suivant les revendications 1 à 9, caractéri- sé en ce que la pièce de guidage (2) en forme de tuyère est faite en matière isolante ou est pourvue d'un revêtement iso- lant.

11.- Commutateur suivant les revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'également la contre-électrode (13, 23 ou 33) est en- tourée d'une calotte (11).

12. - Commutateur suivant les revendications 1 à 11, caractéri- sé en ce que les deux électrodes (3,13) formant le point de commutation ainsi que leurs pièces de guidage (2p 12) en forme de tuyères et leurs calottes (1,11), sont conformées de fa- çon analogue.

13.- Commutateur suivant les revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'électrode (3) en forme de tige fait saillie de la calotte (1).

14.- Commutateur suivant les revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'amenée de gaz sous pression se fait au moyen d'un isolateur d'appui fixe (10).

15. - Commutateur suivant les revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'au moins une pièce de guidage (2) est mobile avec la calotte (1) de telle manière que la calotte (1) est, dans l'é- <Desc/Clms Page number 19> tat fermé du commutateur, ramenée en particulier en arrière et fait saillie de la calotte lors de l'amorçage du mouvement d'ouverture, de sorte qu'elle enveloppe partiellement l'organe d'électrode.

16. - Commutateur suivant les revendications 1 à 15, caractéri- sé en ce que les électrodes baignées (3,13), ou bien les piè- ces de guidage (2,12) eh forme de tuyères, conjuguées à celles- ci, ou bien à la fois les électrodes (3,13) et les pièces de guidage (2,12.). sont disposées de façon mobile dans le sens du soufflage.

17.- Commutateur suivant les revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les électrodes (3,13) sont déplaçables par le fluide d'extinction, en particulier de l'air comprimé.

18.- Commutateur suivant les revendications 1 à 17, caractérisé en ce que lors du déplacement des électrodes (3,13) ou des piè- ces de guidage (2,12),on charge des accumulateurs d'énergie (18) qui par la libération de l'énergie accumulée provoquent le rappel automatique des électrodes (3,13) dans la position de départ.

19. - Commutateur suivant les revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la séparation ou la fermeture des électrodes (3,13) et celle des pièces de guidage en forme de tuyères (2,12) se font l'une après l'autre, tandis que les pièces de guidage (2,12) sont placées l'une contre l'autre lors de l'opération d'ouverture au moyen de leurs accumulateurs d'énergie, de préférence les ressorts (28), de sorte qu'après la séparation des électrodes il se forme un espace délimité de pression plus élevée.

20. - Commutateur suivant les revendications 1 à 19, caracté- risé en ce que l'espace enfermé par les pièces de guidage (2,12) fait naître lors d'une séparation ultérieure des pièces de guidage (2,12), se produisant par exemple par saccades <Desc/Clms Page number 20> l'écoulement de sortie de l'agent d'extinction qui provoque l'effet d'extinction.

21. - Commutateur suivant les revendications 1 à 20, caracté- risé en ce que les deux positions limites, prises dans l'état de fermeture et d'ouverture, au moins d'une électrode baignée (3) se trouvent à l'intérieur de la pièce de guidage (2) en forme de tuyère.

22. - Commutateur suivant les revendications 1 à 21, caracté- risé en ce que plusieurs paires de jets analogues d'agent d'extinction sont employées.

23.- Commutateur suivant les revendications 1 à 22, caractérisé en ce que les jets d'agent d'extinction sont dirigés dans l'es- pace exactement en sens opposé et parallèlement à l'arc par le fait qu'ils sortent en particulier de pièces de guidage op- posées (2,12) qui possèdent un axe commun.

24. - Commutateur suivant les revendications 1 à 22, caractérisé en ce que les deux jets d'agent d'extinction dirigés l'un vers l'autre présentent une allure telle qu'ils se rencontrent sous un angle.

25.- Commutateur suivant les revendications 1 à 24, caractérisé en ce que les ouvertures de sortie des calottes (1,11) sont disposées de telle façon que l'air comprimé sorte dans le sens du mouvement de séparation des électrodes.

26. - Commutateur suivant les revendications 1 à 25, caracté- risé en ce que par la conformation des éléments de commutation fixes et mobiles, il se produit un mouvement de séparation initial dans le sens de l'écoulement de l'air comprimé ou en sens opposé à celui-ci.

27. - Commutateur suivant les revendications 1 à 26, caractérisé par sa conformation dans le genre de construction d'un commu- tateur de séparation ou de séparation de p uissance.

28.- Commutateur suivant les revendications 1 à 27, caractérisé <Desc/Clms Page number 21> par sa conformation comme commutateur rotatif avec au moins un bras pivotant, les bras pivotants étant réalisés creux.

29.- Commutateur suivant les revendications 1 à 28, compor- tant deux bras pivotants, caractérisé en ce que le soufflage des électrodes de commutation se fait par les deux bras pivo- tants .

30.- Commutateur suivant les revendications 1 à 29, caractérisé en ce que dans le cas de sa constitution comme commutateur ro- tatif, les électrodes sont, en vue de la production d'un mouve- ment initial perpendiculaire, disposées sous un angle par rap- port aux bras rotatifs (17,27).

31.- Commutateur suivant les revendications 1 à 30, dans sa réalisation comme commutateur de séparation, caractérisé en ce que la commande des isolateurs rotatifs (52,56) portant les bras pivotants (44,45) se fait au moyen de gaz sous pres- sion provenant de la conduite du commutateur.

32. Commutateur suivant les revendications 1 à 31, dans sa réalisation comme commutateur de séparation, caractérisé par sa conformation comme commutateur double de séparation muni de prolongements portant des contacts. (58, 59) et dirigés vers l'arrière, des bras pivotants (47,67), qui coopèrent avec des contre-électrodes (43-53) disposées sur des isolateurs fixes (51,54) et auxquelles sont raccordées les amenées de courant.

33.- Commutateur suivant la revendication 32, caractérisé en ce que les extrémités (58,59) formant contact des prolonge- ments postérieurs des bras pivotants (47,67) sont conformées comme contacts à frottement qui ne viennent hors de prise avec les contacts conjugués (43,53) qu'après avoir parcouru un certain trajet de commutation.

34.- Commutateur suivant la revendication 31, caractérisé en ce que les isolateurs rotatifs (29,39) portant les bras pivo- tants (37,47 et 57,67) sont disposés sur une plaque de base (60) pouvant être retirée par roulement. <Desc/Clms Page number 22>

35. - Commutateur suivant les revendications 1 à34, caractérisé en ce qu'il est établi comme un commutateur de séparation à poussée.

36.- Commutateur suivant les revendications 1 à 35, caractérisé en ce qu'il est établi comme commutateur de séparation à pous- sée, en particulier avec des électrodes prévues sous un angle par rapport aux bras,pivotants.

37.- Commutateur suivant les revendications 1 à 36, caractérisé en ce qu'il forme plus d'un point de séparation avec au moins deux isolateurs rotatifs (29,39).

38.- Commutateur suivant les revendications 1 à 37, caractérisé en ce que les jets d'agent d'extinction sont formés par de l'air comprimé, de l'acide carbonique ou des agents d'extinction analogues gazeux ou liquides, ou par des mélanges de ceux-ci.

39. - Commutateur suivant les revendications 1 à 38, caractérisé en ce que les jets d'agent d'extinction consistent en des agents d'extinction de natures différentes.

40. - Commutateur suivant les revendications 1 à 39, caractérisé en ce qu'il est fait usage de jets d'agent d'extinction, dont la mise en tourbillonnement avec le fluide les entourant repose sur un effet dynamique ou principalement dynamique.

41. - Commutateur suivant les revendications 1 à 39, caractéri- sé en ce que les jets d'agent d'extinction contiennent des subs- tances d'additinn à action chimique.

42. - Commutateur suivant les revendications 4 et 5, caractéri- sé en ce que l'extinction de l'arc se produit dans une chambre qui offre aux jets d'agent d'extinction, après leur réunion , un moyen de départ commun.