EP0913845A1 - Disjoncteur de générateur à commande mécanique unique - Google Patents
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- H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
- H01H33/904—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism characterised by the transmission between operating mechanism and piston or movable contact
Definitions
- the invention relates to a generator circuit breaker comprising a first permanent current contact and a first arcing contact fixed, a second permanent current contact and a second movable arcing contact in a longitudinal direction to be connected or separate fixed contacts, and means for moving the movable contacts in the longitudinal direction so as to separate the DC contacts before the arcing contacts.
- Such a circuit breaker is usually placed between a generator a power plant and a transformer connected to an energy transmission line, and is known from the demand for patent FR 89 13279.
- the movable contacts are moved in the longitudinal direction by cylinders tires, which are fitted with solenoid valves controlled by sophisticated electronic control to synchronize opening or closing of arcing contacts with respect to the contacts permanent current.
- the object of the invention is a generator circuit breaker in which the movable contacts of permanent current and arcing are moved by a simpler mechanism.
- the invention relates to a generator circuit breaker comprising a first permanent current contact and a first fixed arcing contact, a second permanent current contact and a second movable arcing contact in a longitudinal direction to be connected or separated from the fixed contacts, and a means for move the movable contacts in the longitudinal direction of such so as to separate the permanent current contacts before the contacts arc, characterized in that this means comprises a movable shaft in the longitudinal direction and integral with the current contact permanent mobile, and a part which has two branches forming an L and which is movable in rotation about a fixed axis with respect to the longitudinal direction and perpendicular to this direction, a branch of this part being connected to the movable arcing contact by through a first connecting rod, and the other branch being connected to the tree via a second connecting rod.
- the movable shaft in train in displacement the movable contact of permanent current and, through the room at right angles, the movable arcing contact.
- One mechanical control of the movable shaft is sufficient to move the movable contacts in view of opening or closing the circuit breaker.
- the circuit breaker comprises a first fixed permanent current contact 5 with respect to a non-support shown, and a second movable permanent current contact 6 in a longitudinal direction L which is inserted by one of its tulip-shaped ends in a crown of contact fingers 5A carried by the fixed permanent current contact 5.
- the contact permanent current 5 has a tab 5B intended to be connected to a step-up transformer.
- Current contact permanent mobile 6 is slidably mounted in a guide tube metal 4 intended to be connected by a tab 4B to a generator. It is clear that the transformer and the generator are interchangeable with connection tabs 4B and 5B.
- a sliding contact 4A of the guide tube 4 ensures a passage of electric current between the guide tube 4 and the current contact permanent mobile 6.
- the circuit breaker comprises a sealed breaking chamber 15 tubular in shape which extends parallel to the longitudinal direction L and which is held fixed in the casing of the circuit breaker by known elements not shown.
- a first 15D arc contact hollow is mounted movable in the longitudinal direction L inside of the breaking chamber 15 by means of a rod 15F which protrudes out of the cutting chamber 15 through an opening provided with a sliding seal 15l.
- a second 15G arcing contact is fixed mounted in the breaking chamber 15 on which the slide 15D movable arcing contact via a ring of fingers contact 15J.
- the breaking chamber 15 is arranged in the contact of mobile permanent current 6 which is tubular in shape and which includes a sliding contact 6A by which it slides relative to this breaking chamber 15.
- An insulating portion 15C does not allow to an electric current to pass directly from the fixed arcing contact 15G at the moving permanent current contact 6.
- the fixed permanent current contact 5 carries a crown of contact fingers 5D into which a switch rod 30 is inserted which is movable in the longitudinal direction L and which slides by relation to the breaking chamber 15 via a contact sliding 15H ensuring an electrical connection between the rod disconnector 30 and the fixed arcing contact 15G.
- the means according to the invention for moving the mobile contacts comprises a shaft 18 which is operated in translation along the longitudinal direction L by a conventional command 1 and which is secured to the movable permanent current contact 6 via a rigid rod 20, and a part 10 which has substantially the shape of a L with two branches and which is movable in rotation in a plane perpendicular to the longitudinal direction L around a fixed axis R and passing through the intersection of the two branches.
- the longest branch 10A is connected to the rod 15F by through a first connecting rod 10B.
- the shortest branch 10D is connected to the shaft 18 via a second connecting rod 10C.
- the long branch 10A and the connecting rod 10B are substantially parallel to the longitudinal direction L, while the short branch 10D and the connecting rod 10C are substantially perpendicular to this longitudinal direction L.
- This first opening phase ends when the movable permanent current contact 6 is separate from the contact fixed permanent current 5 of sufficient distance to hold a transient electrical voltage in the ambient environment of the circuit breaker, which is for example of the order of 100 millimeters (mm) when the medium ambient is atmospheric air.
- Exhibit 10 delays separation of arcing contacts from to that of the permanent current contacts until these last are separated from each other by the voltage withstand distance transient electric in the ambient environment of the circuit breaker.
- the kinematics of the part 10 makes it possible to connect the contacts of arc before the movable permanent current contact 6 is at a distance from the fixed permanent current contact 5 less than the distance to withstand electrical voltage in the ambient circuit breaker.
- the breaking chamber 15 is a vacuum interrupter or is filled with a dielectric gas of the sulfur hexafluoride SF 6 type .
- the movable arcing contact 15D is rigidly mounted by means of a front ring 19 in a first tube 3 forming a compression chamber.
- the rod 15F slides by means of the sliding seal 15I in a second tube 23 integral with the cutting chamber 15 and which carries a rear crown 21 forming the bottom of the compression chamber.
- the tube 3 slides relative to the rear crown 21 by means of a sliding contact 25 which ensures a current flow between the movable arcing contact 15D and the movable permanent current contact 6, by means of the sliding contacts 6A and a metal portion 15B of the breaking chamber 15.
- two rigid rods 12 movable in the longitudinal direction L are operated by the mechanical control 1 and separate, via a rod rigid transverse 14 which is integral with it, the disconnector rod 30 of the fixed permanent current contact 5 by inserting it into a housing 15K of the switching chamber 15. Any intervention on the circuit breaker is then carried out with maximum safety with respect to risk of short circuit.
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- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
Le disjoncteur comprend un premier contact de courant permanent (5) et un premier contact d'arc fixes (15G), un deuxième contact de courant permanent (6) et un deuxième contact d'arc (15D) mobiles suivant une direction longitudinale (L) pour être connectés ou séparés des contacts fixes, et un moyen pour déplacer les contacts mobiles suivant la direction longitudinale de telle façon à séparer les contacts de courant permanent (5,6) avant les contacts d'arc (15G,15D). Ce moyen comprend un arbre (18) mobile suivant la direction longitudinale (L) et solidaire du contact de courant permanent mobile (6), et une pièce (10) qui possède deux branches formant un L et qui est mobile en rotation autour d'un axe fixe (R) par rapport à la direction longitudinale (L) et perpendiculaire à cette direction, une branche (10A) de cette pièce (10) étant reliée au contact d'arc mobile (15D), et l'autre branche (10D) étant reliée à l'arbre (18). <IMAGE>
Description
L'invention concerne un disjoncteur de générateur comprenant
un premier contact de courant permanent et un premier contact d'arc
fixes, un deuxième contact de courant permanent et un deuxième
contact d'arc mobiles suivant une direction longitudinale pour être
connectés ou séparés des contacts fixes, et un moyen pour déplacer
les contacts mobiles suivant la direction longitudinale de telle façon à
séparer les contacts de courant permanent avant les contacts d'arc.
Un tel disjoncteur est habituellement placé entre un générateur
d'une centrale de production électrique et un transformateur relié à
une ligne de transport d'énergie, et est connu de la demande de
brevet FR 89 13279. Dans ce disjoncteur connu, les contacts mobiles
sont déplacés suivant la direction longitudinale par des vérins
pneumatiques, lesquels sont munis d'électrovannes commandées par
une commande électronique sophistiquée pour synchroniser
l'ouverture ou la fermeture des contacts d'arc par rapport aux contacts
de courant permanent.
Le but de l'invention est un disjoncteur de générateur dans lequel
les contacts mobiles de courant permanent et d'arc sont déplacés par
un mécanisme plus simple.
A cet effet, l'invention a pour objet un disjoncteur de générateur
comprenant un premier contact de courant permanent et un premier
contact d'arc fixes, un deuxième contact de courant permanent et un
deuxième contact d'arc mobiles suivant une direction longitudinale
pour être connectés ou séparés des contacts fixes, et un moyen pour
déplacer les contacts mobiles suivant la direction longitudinale de telle
façon à séparer les contacts de courant permanent avant les contacts
d'arc, caractérisé en ce que ce moyen comprend un arbre mobile
suivant la direction longitudinale et solidaire du contact de courant
permanent mobile, et une pièce qui possède deux branches formant
un L et qui est mobile en rotation autour d'un axe fixe par rapport à la
direction longitudinale et perpendiculaire à cette direction, une
branche de cette pièce étant reliée au contact d'arc mobile par
l'intermédiaire d'une première bielle, et l'autre branche étant reliée à
l'arbre par l'intermédiaire d'une deuxième bielle.
Selon l'invention, l'arbre mobile en traíne en déplacement le
contact mobile de courant permanent et, par l'intermédiaire de la pièce
en équerre, le contact d'arc mobile. Une seule commande mécanique
de l'arbre mobile est suffisante pour déplacer les contacts mobiles en
vue d'ouvrir ou de fermer le disjoncteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront
à la lecture de la description illustrée par la figure unique qui présente
très schématiquement en coupe un disjoncteur selon l'invention.
Sur cette figure à gauche, le disjoncteur comprend un premier
contact de courant permanent fixe 5 par rapport à un support non
représenté, et un deuxième contact de courant permanent mobile 6
suivant une direction longitudinale L qui s'insère par une de ses
extrémités en forme de tulipe dans une couronne de doigts de contact
5A portée par le contact de courant permanent fixe 5. Le contact de
courant permanent 5 présente une patte 5B destinée à être raccordée
à un transformateur élévateur de tension. Le contact de courant
permanent mobile 6 est monté coulissant dans un tube de guidage
métallique 4 destiné à être raccordé par une patte 4B à un générateur.
Il est clair que le transformateur et le générateur sont
interchangeables par rapport aux pattes de raccordement 4B et 5B.
Un contact glissant 4A du tube de guidage 4 assure un passage de
courant électrique entre le tube de guidage 4 et le contact de courant
permanent mobile 6.
Le disjoncteur comprend une chambre de coupure 15 étanche
de forme tubulaire qui s'étend parallèlement à la direction longitudinale
L et qui est maintenue fixe dans l'enveloppe du disjoncteur par des
éléments connus non représentés. Un premier contact d'arc 15D
creux est monté mobile suivant la direction longitudinale L à l'intérieur
de la chambre de coupure 15 par l'intermédiaire d'une tige 15F qui
saille hors de la chambre de coupure 15 par une ouverture munie d'un
joint d'étanchéité coulissant 15l. Un deuxième contact d'arc 15G est
monté fixe dans la chambre de coupure 15 sur lequel coulisse le
contact d'arc mobile 15D par l'intermédiaire d'une couronne de doigts
de contact 15J.
La chambre de coupure 15 est disposée dans le contact de
courant permanent mobile 6 qui est de forme tubulaire et qui
comprend un contact glissant 6A par lequel il coulisse par rapport à
cette chambre de coupure 15. Une portion isolante 15C ne permet pas
à un courant électrique de passer directement du contact d'arc fixe
15G au contact de courant permanent mobile 6.
Le contact de courant permanent fixe 5 porte une couronne de
doigts de contact 5D dans laquelle s'insère une tige de sectionneur 30
qui est mobile suivant la direction longitudinale L et qui coulisse par
rapport à la chambre de coupure 15 par l'intermédiaire d'un contact
glissant 15H assurant une liaison électrique entre la tige de
sectionneur 30 et le contact d'arc fixe 15G.
Le moyen selon l'invention pour déplacer les contact mobiles
comprend un arbre 18 qui est manoeuvré en translation suivant la
direction longitudinale L par une commande classique 1 et qui est
solidaire du contact de courant permanent mobile 6 par l'intermédiaire
d'une tige rigide 20, et une pièce 10 qui a sensiblement la forme d'un
L avec deux branches et qui est mobile en rotation dans un plan
perpendiculaire à la direction longitudinale L autour d'un axe R fixe et
passant par l'intersection des deux branches.
La branche la plus longue 10A est reliée à la tige 15F par
l'intermédiaire d'une première bielle 10B. La branche la plus courte
10D est reliée à l'arbre 18 par l'intermédiaire d'une deuxième bielle
10C. Lorsque le disjoncteur est fermé, la branche longue 10A et la
bielle 10B sont sensiblement parallèles à la direction longitudinale L,
tandis que la branche courte 10D et la bielle 10C sont sensiblement
perpendiculaires à cette direction longitudinale L.
La figure unique montre le disjoncteur en position fermée. Lors
d'une première phase d'ouverture :
- l'arbre 18 est déplacé suivant la direction longitudinale L vers la droite de la figure dans le sens indiqué par la flèche o.
- le contact de courant permanent mobile 6 est entraíné en déplacement par l'arbre 18 suivant la direction longitudinale L, pour être séparé du contact de courant permanent fixe 5.
- la deuxième bielle 10C est entraínée par l'arbre 18 dans un déplacement angulaire sans provoquer pratiquement aucun effort sur la branche courte 10D et par suite pratiquement aucune rotation de la pièce 10.
- la première bielle 10B reste donc sensiblement parallèle à la direction longitudinale L, ne provoquant pas d'effort sur le contact d'arc mobile 15D.
Au cours de cette première phase d'ouverture, les contacts de
courant permanent se séparent tandis que les contacts d'arc restent
connectés. Cette première phase d'ouverture prend fin lorsque le
contact de courant permanent mobile 6 est séparé du contact de
courant permanent fixe 5 d'une distance suffisante pour tenir une
tension électrique transitoire dans le milieu ambiant du disjoncteur, qui
est par exemple de l'ordre de 100 millimètres (mm) lorsque le milieu
ambiant est l'air atmosphérique.
Lors d'une deuxième phase d'ouverture :
- le contact de courant permanent mobile 6 entraíné par l'arbre 18 poursuit et achève son déplacement.
- la deuxième bielle 10C s'écarte de sa position initiale perpendiculaire à la direction longitudinale L en étant déplacée vers la droite sur la figure unique, et rejoint une position presque parallèle à la direction longitudinale L, provoquant un effort sur la branche courte 10D et par suite une rotation de la pièce 10 autour de l'axe R au cours de laquelle la branche longue 10A rejoint une position presque perpendiculaire à le direction longitudinale L.
- la première bielle 10B s'écarte de sa position initiale sensiblement parallèle à la direction longitudinale L et rejoint une position presque perpendiculaire à la direction longitudinale L, provoquant un déplacement du contact d'arc mobile 15D suivant la direction longitudinale L.
Au cours de cette deuxième phase d'ouverture, les contacts d'arc
se séparent d'autant plus rapidement que la branche 10D est plus
courte et que la branche 10A est plus longue.
La pièce 10 retarde la séparation des contacts d'arc par rapport
à celle des contacts de courant permanent jusqu'à ce que ces demiers
soient écartés l'un de l'autre de la distance de tenue à la tension
électrique transitoire dans le milieu ambiant du disjoncteur.
A la fermeture, l'arbre 18 effectue un déplacement en sens
opposé au précédant indiqué par la flèche f sur la figure unique. La
séquence qui vient d'être décrite pour l'ouverture se déroule en sens
chronologique inverse.
La cinématique de la pièce 10 permet de connecter les contacts
d'arc avant que le contact de courant permanent mobile 6 soit à une
distance du contact de courant permanent fixe 5 inférieure à la
distance de tenue à la tension électrique dans le milieu ambiant du
disjoncteur.
Dans le disjoncteur selon l'invention, la chambre de coupure 15
est une ampoule à vide ou est remplie d'un gaz diélectrique du type
hexafluorure de soufre SF6. Dans ce dernier cas, le contact d'arc
mobile 15D est monté rigide par l'intermédiaire d'une couronne avant
19 dans un premier tube 3 formant une chambre de compression. La
tige 15F coulisse par le biais du joint d'étanchéité coulissant 15I dans
un deuxième tube 23 solidaire de la chambre de coupure 15 et qui
porte une couronne arrière 21 formant fond de la chambre de
compression. Le tube 3 coulisse par rapport à la couronne arrière 21
par le biais d'un contact glissant 25 qui assure un passage de courant
entre le contact d'arc mobile 15D et le contact de courant permanent
mobile 6, par l'intermédiaire des contacts glissants 6A et d'une portion
métallique 15B de la chambre de coupure 15.
A l'ouverture du disjoncteur, le déplacement du contact d'arc
mobile 15D vers la droite de la figure unique dans le sens indiqué par
la flèche o comprime le gaz diélectrique qui est contenu dans la
chambre de compression et qui s'échappe par des ouvertures 191 de
la couronne avant 19 en étant dirigé par une buse de soufflage 17 sur
le contact d'arc fixe 15G pour éteindre un arc électrique de court-circuit.
Après l'ouverture du disjoncteur, deux tiges rigides 12 mobiles
suivant la direction longitudinale L sont manoeuvrées par la
commande mécanique 1 et séparent, par l'intermédiaire d'une tige
rigide transversale 14 qui lui est solidaire, la tige de sectionneur 30 du
contact de courant permanent fixe 5 en l'insérant dans un logement
15K de la chambre de coupure 15. Toute intervention sur le
disjoncteur est alors effectuée avec une sécurité maximale vis à vis
d'un risque de court-circuit.
A la fermeture du disjoncteur, les tiges rigides 12 sont
manoeuvrées pour connecter la tige de sectionneur 30 au contact de
courant permanent fixe 5, les contacts d'arc et les contacts de courant
permanent étant encore séparés.
Claims (8)
- Disjoncteur de générateur comprenant un premier contact de courant permanent (5) et un premier contact d'arc fixes (15G), un deuxième contact de courant permanent (6) et un deuxième contact d'arc (15D) mobiles suivant une direction longitudinale (L) pour être connectés ou séparés respectivement du premier contact de courant permanent et du premier contact d'arc, les deuxièmes contacts de courant permanent et d'arc étant en outre mobiles l'un par rapport à l'autre suivant ladite direction longitudinale, et un moyen étant prévu pour déplacer les deuxièmes contacts mobiles suivant la direction longitudinale de telle façon à séparer les premier et deuxième contacts de courant permanent (5,6) avant les premier et deuxième contacts d'arc (15G,15D), caractérisé en ce que ce moyen comprend un arbre (18) mobile suivant la direction longitudinale (L) et solidaire du contact de courant permanent mobile (6), et une pièce (10) qui possède deux branches formant un L et qui est mobile en rotation à l'intersection de ses deux branches autour d'un axe (R) qui est fixe par rapport à la direction longitudinale (L) et perpendiculaire à cette direction, une branche (10A) de cette pièce étant reliée au contact d'arc mobile (15D) par l'intermédiaire d'une première bielle (10B), et l'autre branche (10D) de cette pièce étant reliée à l'arbre (18) par l'intermédiaire d'une deuxième bielle (10C), la cinématique de ladite pièce (10) et des bielles (10B,10C) étant telle que lors de la fermeture du disjoncteur, une première course de l'arbre suivant ladite direction longitudinale (L) entraíne la séparation des contacts de courant permanent sans déplacement angulaire de ladite pièce (10) autour de son axe (R) et une course subséquente de l'arbre suivant cette direction, entraíne une déplacement angulaire de ladite pièce (10) autour de son axe (R) provoquant par le jeu des bielles (10B,10C) la séparation des contacts d'arc avec un certain retard par rapport aux contacts de courant permanent.
- Le disjoncteur selon la revendication 1, dans lequel la branche (10A) de ladite pièce (10) reliée à la première bielle (10B) et cette première bielle (10B) s'étendent sensiblement parallèlement à ladite direction longitudinale (L) tandis que la branche (10D) reliée à la seconde bielle (10C) et cette seconde bielle (10C) s'étendent sensiblement perpendiculairement à ladite direction longitudinale (L) quand le disjoncteur est fermé.
- Le disjoncteur selon la revendication 2, dans lequel la branche (10D) de la pièce (10) reliée à la seconde bielle (10C) est plus courte que la branche (10A) de la pièce (10) reliée à la première bielle (10B).
- Le disjoncteur selon la revendication 1, dans lequel les contacts d'arc (15D, 15G) sont disposés à l'intérieur d'une chambre de coupure (15) étanche.
- Le dispositif selon la revendication 4, dans lequel la chambre de coupure contient un gaz diélectrique sous pression.
- Le dispositif selon la revendication 5, dans lequel le contact d'arc mobile (15D) est monté dans une chambre de compression (3, 19) du gaz diélectrique.
- Le disjoncteur selon la revendication 4, dans lequel la chambre de coupure (15) est une ampoule à vide.
- Le disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le contact d'arc fixe (15G) est relié au contact de courant permanent fixe (5) par une tige de sectionneur (30) mobile suivant la direction longitudinale (L).
Applications Claiming Priority (2)
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| FR9713627A FR2770678B1 (fr) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | Disjoncteur de generateur a commande mecanique unique |
| FR9713627 | 1997-10-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=9512834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP98402640A Withdrawn EP0913845A1 (fr) | 1997-10-30 | 1998-10-23 | Disjoncteur de générateur à commande mécanique unique |
Country Status (4)
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|---|---|
| US (1) | US6013888A (fr) |
| EP (1) | EP0913845A1 (fr) |
| JP (1) | JPH11213825A (fr) |
| FR (1) | FR2770678B1 (fr) |
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