Disjoncteur pneumatique à grande puissance comportant deux interrupteurs. La présente invention a pour objet un dis joncteur pneumatique à grande puissance, comportant deux interrupteurs en série, dont l'un, shunté par une résistance, ouvre avant l'autre pour insérer la résistance dans le cir cuit de celui-ci. On réduit ainsi l'intensité du courant à couper et on évite les surten sions qui se produisent lors de la coupure, spécialement à<B>la</B> rupture de faibles courants.
On connaît déjà un procédé d'insertion mécanique de ces résistances, consistant à les shunter, en service normal, par un interrup teur, placé en dérivation et dont l'ouverture provoque l'insertion de la résistance; pour couper le courant réduit, traversant la résis tance, on prévoit un deuxième interrupteur. Cette disposition est représentée schématique ment par la fig. 1 du dessin ci-joint, dans la quelle la résistance est désignée par R, l'interrupteur de shuntage par 1 et l'inter rupteur en série avec la résistance par 2.
Dans certains disjoncteurs de ce genre, les deux interrupteurs en série ouvrent et ferment simultanément, ce qui présente l'avantage de diminuer le temps nécessaire à la coupure effective du circuit, mais entraîne des inconvénients sérieux. Au cours<B>du</B> pro cessus d'enclenchement, la résistance, avant d'être shuntée, est parcourue par un fort courant, susceptible de la détériorer. De plus, il arrive fréquemment que l'extinction des deux arcs en série a lieu en même temps, sur tout au déclenchement de faibles courants, sans que la résistance soit insérée, ce qui pro voque des surtensions dangereuses.
Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé de décaler, dans le temps, le fonctionnement des deux interrupteurs en déclenchant l'interrupteur de shuntage avant l'interrupteur en série, ce dernier n'étant dé clenché qu'après l'extinction de l'arc engen dré dans le premier par tous les courants que le disjoncteur doit pouvoir couper. On assure ainsi l'insertion de la résistance au déclen chement et son shuntage avant l'enclenche ment de l'interrupteur en série. Cependant, dans de tels disjoncteurs, les temps d'enclen chement et de déclenchement sont élevés, ce qui est très préjudiciable.
Le disjoncteur faisant l'objet de l'inven- tion remédie aux inconvénients de ces deux genres de disjoncteurs par le fait que l'inter rupteur en série avec la résistance ouvre avant l'extinction de l'arc provoqué dans le premier interrupteur, lorsqu'il s'agit du cou page de courants moyens ou forts (c'est- à-dire de courants de court-circuit et de cou rants wattés moyens) ou de courants de ca pacité.
Ainsi est diminué le temps total de la coupure, car, à vitesse d'ouverture égale des deux interrupteurs, la coupure dans l'in terrupteur ouvrant en second lieu sera ter minée plus rapidement que si elle n'avait dé buté qu'après la fin de la coupure de l'arc shunté.
La succession des temps d'ouverture des deux interrupteurs est donc réglée de telle sorte que l'interrupteur en série avec la ré sistance ne déclenche en même temps que s'éteint l'arc de l'interrupteur de shunta.ge, ou après son extinction, que dans les cas tout à fait exceptionnels, où les interrupteurs doivent couper de très faibles courants sel- fiques ou wattés, généralement inférieurs à une vingtaine d'ampères.
Dans une forme d'exécution particulière, les interrupteurs sont actionnés simultané ment, à vitesse sensiblement égale, le déca lage de la séparation effective des deux paires de contacts étant réalisé par un re couvrement plus grand des contacts devant ouvrir en dernier lieu.
La succession désirée des temps de fonc tionnement peut être réalisée en plaçant la commande de l'interrupteur shunté plus près de l'arrivée de l'air ou en diaphragmant l'orifice d'alimentation de l'interrupteur en série avec la résistance ou encore en utilisant ces deux moyens à la fois.
D'autre part, il est avantageux de pré voir, pour les deux arcs, un soufflage diffé rent, adapté aux caractéristiques différentes des deux arcs développés ou susceptibles de se réamorcer. En effet, durant la coupure de l'interrupteur shunté. la tension transitoire ne dépasse jamais la. valeur pointe de la tension permanente rétablie, alors que durant la cou pure du courant réduit, si la vitesse de réta blissement est, en général, plus faible, la valeur pointe de la surtension est presque toujours plus élevée; ceci se produit surtout , lors de la coupure de courants faibles, d'où l'intérêt de dimensionner l'interrupteur non shunté, en position d'ouverture, pour une tension plus élevée due l'interrupteur shunté.
Ce résultat est obtenu, dans une forme d'exécution dans laquelle les deux interrup teurs comportent chacun une tuyère de gaz comprimé traversée par le contact mobile, par la disposition du contact fixe (et le cas échéant son pare-étincelles) de l'interrupteur shunté à l'intérieur de la tuyère, tandis que le contact fixe du deuxième interrupteur est situé à l'extérieur de la tuyère. Dans une forme d'exécution présentant des tuyères convergentes, le contact fixe de l'interrup teur shunté sera situé en amont du col de la tuyère et le contact. fixe, en série avec la ré sistance, en aval du col de la tuyère.
On peut également prévoir une buse de plus faible diamètre pour l'interrupteur en série avec la résistance que pour l'interrup teur shunté. On peut disposer la résistance autour du canal amenant les gaz comprimés aux chambres de coupure.
Dans le dessin ci-annexé, les fig. \?, 3, 4 et 8 représentent, à. titre d'exemples, trois formes d'exécution du disjoncteur faisant l'objet de l'invention, les fig. 5 à 7 étant des schémas montrant le fonctionnement du dis joncteur des fig. 3 et 4.
Les fig. ? et 8 montrent, par des coupes en élévation, deux formes d'exécution dont les deux chambres de coupures sont montées axialement sur un seul isolateur.
Les fig. 3 et 4 se rapportent à une forme d'exécution dans laquelle chaque tuyère de soufflage est disposée sur un support isolant distinct, les contacts mobiles des deux cham bres de coupure étant placés sur un balancier tournant, dans le genre du couteau d'un double-sectionneur rotatif. La fig. 3 est une coupe partielle, en élévation, du disjoncteur, suivant les lignes A-B et<B>E</B> -F de la fig. 4. La fig. 4 en est une vue de dessus, dans la quelle la partie de droite du disjoncteur est représentée en coupe, suivant le plan G-H de la fig. 3.
Le disjoncteur suivant la fig. 2 comporte une résistance R branchée aux bornes de l'in terrupteur de shuntage 1, au-dessus duquel se trouve, dans le même axe, un interrupteur 2 branché en série. L'interrupteur 1 est cons titué par un contact fixe 3, coopérant avec un contact mobile 4, les organes analogues de l'interrupteur 2 étant désignés par 5 et 6.
Le contact fixe 3 est disposé à l'inté rieur d'une tuyère convergente 7, tandis que le contact fige du deuxième interrupteur est monté en aval de la tuyère correspondante 8. Les contacts mobiles des deux interrupteurs sont commandés par des pistons 9, 9', mo biles dans des cylindres 10, 10'. Des ressorts 11, 11' s'appuient à l'intérieur de ces cylin dres et contre les pistons, de façon à main tenir les contacts 4 et 6 en position enclen chée.
Il convient de relever que, dans la po sition d'enclenchement, le recouvrement des contacts 5 et 6 est bien plus important que celui des contacts 3 et 4, ces recouvrements étant, comme indiqué ci-dessus, choisis de telle sorte que la séparation des contacts 5, 6 ait lieu après celle dès contacts 4, 5, mais normalement, avant l'extinction de l'arc en gendré entre ces contacts 4, 5.
Les deux interrupteurs sont déclenchés par deux dérivations du courant du gaz de soufflage. L'une d'elles, débouchant d'un canal 12 amenant le gaz aux deux chambres de coupure, pénètre dans le cylindre 10 sur la surface supérieure du piston 9, de sorte que celui-ci s'éloigne du contact 5 en com primant le ressort 11; la deuxième dérivation conduit du canal 12 à la partie supérieure du cylindre 10' et abaisse le contact 4 en com primant le ressort 11'.
Dès que le courant de gaz comprimé est arrêté après la rupture des deux arcs, les ressorts 11 et 11' ramènent les deux contacts dans la position de fermeture représentée sur le dessin, La résistance P est enroulée concentri quement autour du conduit 12 servant à l'amenée du gaz comprimé et se trouve en tourée par un isolateur 13. Le disjoncteur comporte, en outre, un sectionneur 14, ouvert, après l'extinction des arcs des deux inter rupteurs par l'air comprimé par le piston 9' dans le cylindre 10' de l'interrupteur shunté, cet air agissant sur un piston 16 se trouvant à l'intérieur d'un cylindre 17.
L'enclenche ment du sectionneur a lieu par rotation d'une colonne 15 attaquant le piston 16 en sens inverse.
Le disjoncteur de la fig. 8, de construc tion analogue à celle du disjoncteur de la fig. 2 que l'on vient de décrire, s'en distingue par le fait que les contacts fixes des deux interrupteurs sont disposés, chacun à l'inté rieur de la tuyère y afférente, ces deux in terrupteurs et leurs organes de commande pneumatique individuelle étant.disposés sy métriquement par rapport au plan médian A-A du disjoncteur passant entre les deux interrupteurs, les contacts étant placés près de ce plan et leurs organes de commande près des extrémités du disjoncteur.
Le premier interrupteur, shunté par la résistance R, se compose d'un contact fixe 3 et d'un contact mobile 4 ouvrant vers le bas, tandis que le deuxième interrupteur disposé symétriquement par rapport au plan médian A-A du disjoncteur, comporte un contact fixe 5 et un contact mobile 6 ouvrant vers le haut. Les contacts fixes sont logés chacun dans une des tuyères 8 et 8'. Deux dériva tions 12' et 12" du canal 12 alimentant les tuyères envoient de l'air aux cylindres 10 et 10' pour effectuer la commande du mouve ment d'ouverture des contacts 4 et 6, par l'in termédiaire de pistons 9 et 9' solidaires de ces contacts.
Le fonctionnement de ce disjoncteur est, en principe, le même que celui de la fig. 2. Toutefois, la disposition symétrique des or ganes favorise la mise en place des éléments actifs avec un minimum de volume mort. D'autre part, cette disposition symétrique allonge le conduit 1.2, ce qui facilite le ré- plage du retard du mouvement d'ouverture du contact 6 qui doit déclencher en dernier lieu.
Dans la forme d'exécution représentée par les fig. 3 et 4, dans lesquelles la résis tance, les deux interrupteurs et leurs contacts sont désignés par les mêmes références, les deux interrupteurs 1 et 2 sont montés sur deux supports isolants 18 et 18' distincts. Les contacts mobiles sont portés par un bras pivotant autour d'un axe 19 et dont la posi tion déclenchée est indiquée, dans la fig. 4, en traits interrompus.
On remarquera que les contacts de l'in terrupteur 2 ont un recouvrement L., plus important que celui des contacts de l'inter rupteur 1 désigné par L, La résistance R est reliée, d'une part, au contact fixe 3 et, d'autre part, à une élec trode 20 placée dans le chemin de déclenche ment du contact, mobile 4. La course L3 à effectuer par ce dernier pour atteindre l'élec trode 20 est inférieure ou égale à. L,, afin que le contact 4 soit à proximité immédiate de l'électrode 20, -au moment où les contacts 5, 6 se séparent.
Le fonctionnement de ce disjoncteur est décrit, ci-dessous, en se référant aux fi-. 5 à 7, montrant schématiquement trois positions caractéristiques des contacts.
Au déclenchement de l'interrupteur sur des courants forts, lorsque les contacts 3 et 4 sont séparés à une distance de L.-L, <I>les</I> contacts 5 et 6, en série avec la résistance R, sont sur le point de se séparer, après créa tion d'un arc a shunté par la résistance; cette position est représentée par la fi-. 5.
Avant que l'arc ne s'éteigne, un deuxième: arc b est engendré par la séparation des con tacts 5 et 6, comme indiqué sur la fig. 6.
Peu après, l'arc a s'éteint sous l'action du soufflage et, le contact. 4 ayant quitté l'élec trode 20, un nouvel arc c est engendré entre cette électrode et le contact 4, de sorte que, comme représenté par la fig. 7, deux arcs b et c sent maintenant en série avec la résis tance R. Lors d'un tel déclenchement sur grands courants, la deuxième coupure 5, 6 s'effec tue, avant l'extinction de l'arc entre l'élec trode 20 et le contact 4, de sorte que deux arcs se maintiennent simultanément et sont soumis chacun à un soufflage spécial.
A la coupure des courants capacitifs, s'il y a réamorçage et qu'il est nécessaire de réali ser une haute rigidité diélectrique entre entrée et sortie du disjoncteur, on obtient, en position ouverte, en série avec la distance a shuntée par la résistance, deux distances de coupure supplémentaire en série, soufflées par un gaz comprimé: savoir, les distances b et c de la fig. 7. Ces deux distances étant réalisées par un seul équipage mobile porté par un isolateur 19, distinct des isolateurs 18 portant les bornes du disjoncteur, on obtient, en plus, un sectionnement, c'est-à-dire une séparation telle que toute ligne de fuite entre entrée et sortie du disjoncteur passe par la terre.
A l'enclenchement du disjoncteur, l'éner gie développée dans la. résistance est faible, car la résistance n'est introduite dans le cir cuit que lors de l'amorçage entre les pare- étincelles 5, 6 et non lorsque les pare-étin celles 4 et 20 parviennent à la. distance d'amorçage.. La, résistance rapidement court cireuitée par les contacts 3 et 4 n'est donc insérée que pendant un temps très court.
Il peut arriver, sans que cela comporte des in convénients, que, spécialement lors du dé clenchement sur courants wattés, l'arc a s'éteigne dans la position de la<U>fi,,.</U> 6, avant que le contact 4 ait quitté l'électrode 20, mais toujours dans les déclenchements sur courants forts, tels que courants de court- circuit, l'arc c s'allume avant l'extinction de l'arc a, ce qui comporte les avantages indi qués au début de la description.
Il peut arri ver également, mais cela est très exception nel, lorsque le disjoncteur déclenche sur des courants selfiques très faibles (inférieurs, en général, à 20 ampères), que l'arc a s'éteigne avant l'apparition de l'arc 5, 6, car la ten sion aux bornes de la résistance R est alors faible; cette dernière s'insèrera donc par le passage du contact 4 sur l'électrode 20 avant la séparation des contacts 5, 6. Les contacts 5, 6 couperont alors facilement le courant réduit par la résistance R avec une réduction importante de la surtension. .