EP4503081A1 - Équipement de coupure électrique présentant une barrière d'isolation - Google Patents

Équipement de coupure électrique présentant une barrière d'isolation Download PDF

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EP4503081A1
EP4503081A1 EP24191853.1A EP24191853A EP4503081A1 EP 4503081 A1 EP4503081 A1 EP 4503081A1 EP 24191853 A EP24191853 A EP 24191853A EP 4503081 A1 EP4503081 A1 EP 4503081A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
barrier
conductive
circuit breaker
equipment
Prior art date
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Pending
Application number
EP24191853.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Aurel Gavid
Nicolas Quentin
Antoine TAINE
Laurent DUFFAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Holdings SA
Original Assignee
Alstom Holdings SA
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Filing date
Publication date
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    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/24—Means for preventing discharge to non-current-carrying parts, e.g. using corona ring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
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    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/6606—Terminal arrangements

Definitions

  • the present invention relates to electrical cut-off equipment, of the type comprising a box and a circuit breaker arranged in the box, the circuit breaker comprising at least two sections positioned along a main axis in the extension of one another and one of which internally delimits a disconnection space, the two sections being separated by a conductive ring whose external circumference comprises at least one exposed connection area, the box comprising at least one wall having at least one exposed conductive zone facing the circuit breaker.
  • Rail vehicles require disconnecting equipment to ensure the protection of the vehicle's electrical circuits.
  • Such equipment includes high-voltage circuit breakers, of the order of 15kV and 25kV, mounted on the roof of the vehicle to secure the electrical connection between the alternating current coming from the catenary and the vehicle's network.
  • Circuit breakers have insulators to protect the circuit breaker's arc chamber from grounded equipment located outside the circuit breaker, such as on the roof. Insulators prevent the creation of an electric arc between the grounded equipment and the circuit breaker's internal circuits at high voltage.
  • the circuit breaker is generally oblong in shape.
  • the electrical connections of the circuit breaker to the catenary and to the vehicle network are positioned in the middle of the circuit breaker in order to isolate the high potential introduced from the ends of the circuit breaker connected to ground.
  • the insulators are thus positioned on the roof along an axis orthogonal to the rolling plane of the railway vehicle, in order to also distance the central connection at a high potential from the roof of the vehicle connected to ground.
  • the cut-off equipment is then placed on the roof and exposed to the elements and storms.
  • the space available in height on the roof of a railway vehicle is limited.
  • a circuit breaker is placed in a plane parallel to the running plane, in a low-height, grounded electrical box.
  • the high-potential central connection is isolated from the grounded mounting plate by a layer of insulating material on the mounting plate.
  • this cut-off equipment does not prevent the formation of electric arcs between the central connection and another element of the electrical box.
  • the aim of the invention is to propose cut-off equipment preventing the formation of electric arcs in the electrical box.
  • the invention relates to a cut-off device of the aforementioned type, characterized in that at least one of the sections comprises at least one barrier covering the conductive ring at a region of the conductive ring opposite the conductive zone of the wall closest to the ring.
  • the invention also relates to a railway vehicle comprising cut-off equipment as described above, in which the wall closest to the ring having at least one conductive zone is in flat support with a partition of the railway vehicle, the main axis of the circuit breaker being substantially parallel to the partition of the vehicle.
  • FIG. 1 shows electrical cut-off equipment 10 advantageously positioned on a vehicle roof, particularly a railway vehicle.
  • the cut-off equipment 10 comprises a box 12 and a circuit breaker 14 arranged in the box 12.
  • the trunk 12 comprises a bottom 16 resting on the roof of the vehicle and four side walls 18 defined according to an elevation direction E of the trunk 12.
  • a cover 20 visible on the figure 2 extends above the side walls 18 parallel to the bottom 16.
  • the bottom 16 is in flat support against another partition of the railway vehicle.
  • the cover 20 and one of the side walls 18 are not shown in the figure 1 .
  • the trunk 12 is closed. Openings in the walls of the trunk 12 are advantageously reserved for the passage of electrical cables connecting the circuit breaker 14 to the overhead electrical network and/or to the vehicle network.
  • the bottom 16 and the side walls 18 have a conductive material connected to ground, at least in one area, thus defining a conductive area 22.
  • the trunk 12 has a conductive material connected to ground over the entire bottom 16 and the side walls 18.
  • Circuit breaker 14 is a vacuum circuit breaker.
  • the circuit breaker 14 comprises a mechanical control 24 fixed on a side wall 18 as shown in the figure 1 .
  • the mechanical control 24 is controlled by a control unit, not shown.
  • the circuit breaker 14 comprises a cylindrical actuating section 26 positioned along a main axis X-X.
  • the main axis XX is substantially parallel to the bottom 16 of the trunk 12 and orthogonal to the elevation direction E of the trunk 12. It extends substantially parallel to the rolling plane of the vehicle.
  • the actuating section 26 forms, with the mechanical control 24, an actuator 27.
  • the actuating section 26 is positioned against the mechanical control 24.
  • the actuating section 26 comprises a hollow insulating cylindrical actuator column 28 and at its center a control rod 30, both positioned along the main axis X-X.
  • the actuating section 26 is shown alone on the figure 3 .
  • the circuit breaker 14 further comprises a central section 32 positioned along the main axis X-X in the extension of the actuating section 26.
  • the central section 32 comprises a hollow insulating central cylindrical column 34 and at its center a breaking chamber 36, both positioned along the main axis X-X.
  • the circuit breaker 14 also includes a support section 38 located in succession to the middle section 32.
  • the support section 38 is oriented along a secondary axis YY inclined relative to the main axis XX.
  • the support section 38 is connected to the bottom 16, via a base 39 visible on the figure 2
  • the support section 38 comprises a hollow insulating cylindrical support column 40.
  • Each column 28, 34, 40 is made of insulating material such as ceramic or a composite, each column being in particular molded in epoxy resin.
  • the circuit breaker 14 comprises an output conductive ring 41 separating the actuating section 26 and the middle section 32.
  • the circuit breaker 14 comprises an input conductive ring 42 separating the middle section 32 and the support section 38.
  • the input 42 and output 41 conductive rings are electrically connected to the interrupting chamber 36.
  • the input conductive ring 42 is connected to the support section 38 via a connector 44.
  • the connector 44 is a metal part receiving the support section 38, a part of the connector 44 being oriented along the main axis X-X and another along the secondary axis Y-Y, thus making the link between two directions of elongation of the sections 32, 38.
  • Each conductive ring 41, 42 is a metal part, comprising an outer circumference 46 having at least one exposed connection pad 48.
  • the outer circumference 46 is also conductive.
  • the connection pad 48 of the output conductive ring 41 is connected to the pantograph and the connection pad of the input conductive ring 42 is connected to the vehicle transformer.
  • FIG. 3 shows a section through the output conductive ring 41 with the exposed connection pads 48 visible.
  • Each conductive ring 41, 42 separates the two sections which surround it over the entire periphery of the circuit breaker 14.
  • the external circumference 46 is therefore clear.
  • Each conductive ring 41, 42 is fixed to the two sections which frame it by screws as shown in the figure 3 .
  • Each conductive ring 41, 42 has a region 50 opposite the conductive zone 22 of the bottom 16.
  • the conductive zone 22 of the wall closest to the ring 41, 42 is present on the bottom 16.
  • the side walls 18 are further away than the bottom 16 from the ring 41, 42.
  • the cover 20 has an insulating coating.
  • the actuator column 28 is fixed to the mechanical control 24 and the output conductive ring 41 by screws shown in the figure 2 .
  • Each column 28, 34, 40 has an external succession of transverse collars on its external surface and has a cylindrical internal surface.
  • the cylindrical inner surface of the actuator column 28 internally delimits a passage 57.
  • the control rod 30 is positioned along the main axis X-X.
  • the cylindrical inner surface of the middle column 34 internally delimits a disconnection space 59, in which the cut-off chamber 36 is positioned.
  • the control rod 30 is connected on one side to the mechanical control 24 and on the other to the cut-off chamber 36.
  • Each column 28, 34 comprises a cylindrical body extended by a barrier in an insulating material.
  • the material is advantageously ceramic or a composite.
  • the actuator column 28 comprises an internal barrier 61 partially covering the output conductive ring 41.
  • the middle column 34 comprises an external barrier 62 covering the internal barrier 61 at right angles to the output conductive ring 41.
  • the internal barrier 61 and the external barrier 62 overlap in the region 50 of the conductive output ring 41 while remaining distinct from each other.
  • the external barrier 62 delimits a groove 64 formed in its thickness, the internal barrier 61 being embedded in the groove 64.
  • the groove is provided in the internal barrier 61 receiving the external barrier 62.
  • the middle column 34 further comprises an input barrier 66 covering the input conductive ring 42 located in the region 50 of the input conductive ring 42.
  • Each barrier 61, 62, 66 is formed in one piece with the corresponding column 28 and 34, each barrier 61, 62, 66 being molded at the same time as the corresponding column 28 and 34.
  • the support column 40 includes a support barrier covering the input conductive ring 42 overlapping the input barrier 66 in the region 50 of the input conductive ring 42.
  • Each barrier 61, 62, 66 is radially separated from the conductive ring 41, 42, as well as from the conductive zone 22 of the wall closest to the corresponding ring 41, 42.
  • Each barrier 61, 62, 66 is generated by a generator extending substantially parallel to the main axis X-X.
  • the barriers 61 and 66 extend along the main axis X-X beyond the corresponding conductive ring 41, 42 over an additional length of between 20% and 300% of the thickness of the ring 41, 42 along the main axis X-X.
  • Each barrier 61, 62, 66 extends angularly over an angle centered on the axis X-X of between 20° and 120° around the periphery of the corresponding ring 41, 42.
  • Each barrier 61, 62, 66 has a thickness, defined radially relative to the main axis X-X, of between 10% and 50% of the thickness of the column at the level of the attachment with the corresponding ring 41, 42.
  • circuit breaker 14 The operation of circuit breaker 14 will now be briefly described.
  • the circuit breaker 14 has a nominal configuration when current flows through the circuit breaker 14.
  • the circuit breaker 14 also has a cut-off configuration when a fault or operation on the voltage line or the vehicle requires the current to be opened.
  • a current is supplied to the exposed connection pads 48 on the input conductive ring 42, thereby placing the input conductive ring 42 under high voltage.
  • the current flows in the circuit breaker space 59 and in particular through the breaking chamber 36.
  • the current is transported out of the circuit breaker 14 at the output conductive ring 41, thanks to the exposed connection pads 48.
  • the actuating section 26 and the support section 38 allow the isolation of the cutting chamber 36.
  • the actuating section 26 also allows the transmission of forces from the mechanical control 24 to the cutting chamber 36.
  • the mechanical control 24 When a fault is detected, or during an operation on the voltage line or on the vehicle, the mechanical control 24 receives the order from the control unit to cut off the current. The mechanical control 24 pulls along the main axis X-X on the control rod 30 located in the passage 57, the force being transmitted to the cut-off chamber 36 so that the cut-off can take place in the cut-off chamber 36.
  • the 10 cut-off equipment has the advantage of being compact while ensuring the safety of the vehicle's electrical network.
  • Each conductive ring 41, 42 being in a nominal configuration under high voltage and having exposed conductive connections, there are risks of electric arcs between the conductive ring 41, 42 and a conductive zone 22.
  • the bottom 16 in plane support with the roof of the vehicle being connected to the ground of the vehicle, the conductive zone 22 which results therefrom is conducive to the formation of arcs.
  • a barrier 61, 62, 66 makes it possible to physically limit the risks of electric arcs, the path to be covered by the arc between the conductive ring 41, 42 and the conductive zone 22, with the presence of the barrier 61, 62, 66 being increased.
  • the barrier 61, 62, 66 being integral with the corresponding column 28, 34, 40 allows for economical and simple manufacturing, limiting the number of separate parts, in particular by using the same mold for the column 28, 34 and the corresponding barrier 61, 62, 66. The mechanical strength of each section 26, 32, 38 is thus preserved.
  • barrier 61, 66 is present over an additional length compared to the length of the conductive ring 41, 42 along the main axis X-X makes it possible to further extend the distance to be covered by the arc between the conductive ring 41, 42 and the conductive zone 22.
  • the superposition of the internal barrier 61 and the external barrier 62 at the region 50 of the output conductive ring 41 makes it possible to further extend the path to be traveled by the electric arc for it to form, the distance to be traveled by the arc being up to double between a configuration without a barrier and with a barrier.
  • the barrier 61, 62, 66 extending angularly over an angle centered on the X-X axis of between 20° and 120° from the total periphery of the conductive ring 41, 42 allows easy access to the exposed connection pads 48 and to the means for fixing the conductive ring 41, 42 to the sections 26, 32, 38 while protecting the region 50 most at risk of seeing an electric arc appear.
  • the vehicle comprising such cut-off equipment 10 thus has a reduced height since the circuit breaker 14 is placed parallel to the partition of the vehicle, while limiting the risks of electric arcs due to the proximity of the conductive ring 41, 42 with a conductive partition.

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Patch Boards (AREA)

Abstract

Equipement de coupure électrique (10) comprenant un coffre (12) et un disjoncteur (14) disposé dans le coffre (12), le disjoncteur (14) comportant au moins deux tronçons (26, 32, 38) positionnés selon un axe principal (X-X) dans le prolongement l'un de l'autre et dont l'un délimite intérieurement un espace de disjonction (59), les deux tronçons (26, 32, 38) étant séparés par une bague conductrice (41, 42), le coffre (12) comportant au moins une paroi présentant au moins une zone conductrice (22) exposée en regard du disjoncteur (14), caractérisé en ce qu'au moins un tronçon (26, 32, 38) comporte au moins une barrière (61, 62, 66) recouvrant la bague conductrice (41, 42) au niveau d'une région (50) de la bague conductrice (41, 42) en regard de la zone conductrice (22) de la paroi la plus proche de la bague (41, 42).

Description

  • La présente invention concerne un équipement de coupure électrique, du type comportant un coffre et un disjoncteur disposé dans le coffre, le disjoncteur comportant au moins deux tronçons positionnés selon un axe principal dans le prolongement l'un de l'autre et dont l'un délimite intérieurement un espace de disjonction, les deux tronçons étant séparés par une bague conductrice dont la circonférence externe comporte au moins une plage de connexion exposée, le coffre comportant au moins une paroi présentant au moins une zone conductrice exposée en regard du disjoncteur.
  • Les véhicules ferroviaires nécessitent des équipements de coupure afin d'assurer la protection des circuits électriques du véhicule. De tels équipements comportent notamment des disjoncteurs haute-tension, de l'ordre de 15kV et 25kV montés sur le toit du véhicule afin de sécuriser la connexion électrique entre le courant alternatif provenant de la caténaire et le réseau du véhicule.
  • Les disjoncteurs présentent des isolateurs permettant de protéger la chambre de coupure du disjoncteur des équipements mis à la masse situés à l'extérieur du disjoncteur, sur le toit par exemple. Les isolateurs permettent d'éviter la création d'un arc électrique entre les équipements à la masse et les circuits internes du disjoncteur portés à une haute-tension.
  • Le disjoncteur présente généralement une forme oblongue. Les connexions électriques du disjoncteur à la caténaire et au réseau du véhicule sont positionnées au milieu du disjoncteur afin d'isoler le haut-potentiel introduit, des extrémités du disjoncteur connectées à la masse. Les isolateurs sont ainsi positionnés sur le toit selon un axe orthogonal au plan de roulement du véhicule ferroviaire, afin d'éloigner également la connexion centrale à un haut potentiel du toit du véhicule connecté à la masse.
  • L'équipement de coupure est alors placé sur le toit et exposé aux intempéries ainsi qu'aux orages. De plus la place disponible en hauteur sur le toit d'un véhicule ferroviaire est limitée.
  • Des solutions au manque de place disponible et à l'exposition aux intempéries sont décrites par exemple dans le document CN 205565304 U .
  • Un disjoncteur est placé dans un plan parallèle au plan de roulement, dans une boîte électrique de faible hauteur mise à la masse. La connexion centrale à haut potentiel est isolée de la plaque de fixation reliée à la masse par une couche de matériau isolant sur la plaque de fixation.
  • Toutefois, cet équipement de coupure ne permet pas d'éviter la formation d'arcs électriques entre la connexion centrale et un autre élément de la boîte électrique.
  • L'invention a pour but de proposer un équipement de coupure évitant la formation d'arcs électriques dans la boîte électrique.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un équipement de coupure du type précité, caractérisé en ce qu'au moins un des tronçons comporte au moins une barrière recouvrant la bague conductrice au niveau d'une région de la bague conductrice en regard de la zone conductrice de la paroi la plus proche de la bague.
  • Suivant des modes de réalisation, l'équipement de coupure comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • les deux tronçons sont distincts l'un de l'autre, et la bague conductrice sépare les deux tronçons sur toute la périphérie du disjoncteur ;
    • la ou chaque barrière est engendrée par une génératrice s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe principal ;
    • le tronçon comporte une colonne extérieure isolante et la barrière est venue de matière avec la colonne ;
    • la barrière s'étend selon l'axe principal au-delà de la bague conductrice sur une longueur supplémentaire comprise entre 20% et 300% de la longueur de la bague selon l'axe principal ;
    • chaque tronçon comporte au moins une barrière recouvrant la bague conductrice, les barrières de chaque tronçon se superposant au niveau de la région de la bague conductrice en regard de la zone conductrice de la paroi la plus proche de la bague ;
    • la barrière d'au moins un tronçon est enchâssée dans une gorge ménagée dans l'épaisseur de la barrière de l'autre tronçon ;
    • le disjoncteur comporte au moins trois tronçons séparés par au moins deux bagues conductrices, chaque bague étant recouverte par une barrière au niveau d'une région de la bague conductrice en regard de la zone conductrice de la paroi la plus proche de la bague ; et
    • la barrière s'étend angulairement sur un angle centré sur l'axe du tronçon compris entre 20° et 120°.
  • L'invention a également pour objet un véhicule ferroviaire comportant un équipement de coupure tel que décrit ci-dessus, dans lequel la paroi la plus proche de la bague présentant au moins une zone conductrice est en appui plan avec une cloison du véhicule ferroviaire, l'axe principal du disjoncteur étant sensiblement parallèle à la cloison du véhicule.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
    • [Fig 1] la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un équipement de coupure selon l'invention ;
    • [Fig 2] la figure 2 est une vue en section partielle de l'équipement de coupure selon un plan longitudinal ; et
    • [Fig 3] la figure 3 est une vue partielle en perspective et en coupe de l'équipement de coupure selon un plan transversal passant par une bague conductrice.
  • La figure 1 montre un équipement de coupure électrique 10 avantageusement positionné sur un toit de véhicule, notamment ferroviaire.
  • L'équipement de coupure 10 comporte un coffre 12 et un disjoncteur 14 disposé dans le coffre 12.
  • Le coffre 12 comprend un fond 16 reposant sur le toit du véhicule et quatre parois latérales 18 définies selon une direction d'élévation E du coffre 12. Un couvercle 20 visible sur la figure 2 s'étend au-dessus des parois latérales 18 parallèlement au fond 16.
  • Dans un autre mode de réalisation, le fond 16 est en appui plan contre une autre cloison du véhicule ferroviaire.
  • Le couvercle 20 et une des parois latérales 18 ne sont pas représentées sur la figure 1.
  • Le coffre 12 est clos. Des ouvertures dans les parois du coffre 12 sont avantageusement réservées au passage de câbles électriques reliant le disjoncteur 14 au réseau électrique aérien et/ou au réseau du véhicule.
  • Le fond 16 et les parois latérales 18 présentent un matériau conducteur relié à la masse, au moins sur une zone, définissant ainsi une zone conductrice 22.
  • Avantageusement, le coffre 12 présente un matériau conducteur relié à la masse sur tout le fond 16 et les parois latérales 18.
  • Le disjoncteur 14 est un disjoncteur à coupure sous vide.
  • Le disjoncteur 14 comporte une commande mécanique 24 fixée sur une paroi latérale 18 comme représenté sur la figure 1. La commande mécanique 24 est contrôlée par une unité de commande, non représentée.
  • Le disjoncteur 14 comprend un tronçon cylindrique d'actionnement 26 positionné selon un axe principal X-X.
  • L'axe principal X-X est sensiblement parallèle au fond 16 du coffre 12 et orthogonal à la direction d'élévation E du coffre 12. Il s'étend sensiblement parallèlement au plan de roulement du véhicule.
  • Le tronçon d'actionnement 26 forme, avec la commande mécanique 24, un actionneur 27. Le tronçon d'actionnement 26 est positionné contre la commande mécanique 24. Le tronçon d'actionnement 26 comporte une colonne cylindrique d'actionneur creuse isolante 28 et en son centre une tige de commande 30, positionnées toutes deux suivant l'axe principal X-X.
  • Le tronçon d'actionnement 26 est représenté seul sur la figure 3.
  • Le disjoncteur 14 comprend en outre un tronçon médian 32 positionné selon l'axe principal X-X dans le prolongement du tronçon d'actionnement 26. Le tronçon médian 32 comporte une colonne cylindrique médiane creuse isolante 34 et en son centre une chambre de coupure 36, positionnées toutes deux suivant l'axe principal X-X.
  • Le disjoncteur 14 comprend également un tronçon de support 38 situé à la succession du tronçon médian 32. Le tronçon de support 38 est orienté selon un axe secondaire Y-Y incliné par rapport à l'axe principal X-X. Le tronçon de support 38 est relié au fond 16, via une embase 39 visible sur la figure 2. Le tronçon de support 38 comporte une colonne cylindrique de support creuse isolante 40.
  • Les tronçons 26, 32, 38 sont distincts les uns des autres. Chaque colonne 28, 34, 40 est en matériau isolant comme de la céramique ou un composite, chaque colonne étant notamment moulée en résine époxy.
  • Le disjoncteur 14 comporte une bague conductrice de sortie 41 séparant le tronçon d'actionnement 26 et le tronçon médian 32. Le disjoncteur 14 comporte une bague conductrice d'entrée 42 séparant le tronçon médian 32 et le tronçon de support 38. Les bagues conductrices d'entrée 42 et de sortie 41 sont reliées électriquement à la chambre de coupure 36. La bague conductrice d'entrée 42 est reliée au tronçon de support 38 via un raccord 44.
  • Le raccord 44 est une pièce métallique recevant le tronçon de support 38, une partie du raccord 44 étant orienté selon l'axe principal X-X et une autre selon l'axe secondaire Y-Y, faisant ainsi le lien entre deux directions d'élongation des tronçons 32, 38.
  • Chaque bague conductrice 41, 42 est une pièce métallique, comprenant une circonférence externe 46 comportant au moins une plage de connexion exposée 48. La circonférence externe 46 est également conductrice. La plage de connexion 48 de la bague conductrice de sortie 41 est reliée au pantographe et la plage de connexion de la bague conductrice d'entrée 42 est reliée au transformateur du véhicule.
  • La figure 3 montre une coupe au niveau de la bague conductrice de sortie 41 avec les plages de connexion exposées 48 visibles.
  • Chaque bague conductrice 41 , 42 sépare les deux tronçons qui l'encadrent sur toute la périphérie du disjoncteur 14. La circonférence externe 46 est donc dégagée.
  • Chaque bague conductrice 41, 42 est fixée sur les deux tronçons qui l'encadrent par des vis comme représenté sur la figure 3.
  • Chaque bague conductrice 41, 42 présente une région 50 en regard de la zone conductrice 22 du fond 16.
  • Comme visible sur la figure 1, la zone conductrice 22 de la paroi la plus proche de la bague 41, 42 est présente sur le fond 16. Les parois latérales 18 sont plus éloignées que le fond 16 de la bague 41, 42. Le couvercle 20 présente un revêtement isolant.
  • La colonne d'actionneur 28 est fixée sur la commande mécanique 24 et la bague conductrice de sortie 41 par des vis représentées sur la figure 2.
  • Chaque colonne 28, 34, 40 présente extérieurement une succession de collerettes transversales sur sa surface extérieure et présente une surface interne cylindrique.
  • La surface interne cylindrique de la colonne d'actionneur 28 délimite intérieurement un passage 57. Dans le passage 57, la tige de commande 30 est positionnée le long de l'axe principal X-X.
  • La surface interne cylindrique de la colonne médiane 34 délimite intérieurement un espace de disjonction 59, dans lequel la chambre de coupure 36 est positionnée. La tige de commande 30 est connectée d'un côté à la commande mécanique 24 et de l'autre à la chambre de coupure 36.
  • Chaque colonne 28, 34 comporte un corps cylindrique prolongé par une barrière dans un matériau isolant. Le matériau est avantageusement de la céramique ou un composite.
  • La colonne d'actionneur 28 comporte une barrière interne 61 recouvrant partiellement la bague conductrice de sortie 41. La colonne médiane 34 comporte une barrière externe 62 recouvrant la barrière interne 61 au droit de la bague conductrice de sortie 41.
  • La barrière interne 61 et la barrière externe 62 se superposent dans la région 50 de la bague conductrice de sortie 41 en restant distinctes l'une de l'autre. La barrière externe 62 délimite une gorge 64 ménagée dans son épaisseur, la barrière interne 61 étant enchâssée dans la gorge 64.
  • Dans un autre mode de réalisation, la gorge est ménagée dans la barrière interne 61 recevant la barrière externe 62.
  • La colonne médiane 34 comporte en outre une barrière d'entrée 66 recouvrant la bague conductrice d'entrée 42 située dans la région 50 de la bague conductrice d'entrée 42.
  • Chaque barrière 61, 62, 66 est venue de matière avec la colonne 28 et 34 correspondante, chaque barrière 61, 62, 66 étant moulée en même temps que la colonne 28 et 34 correspondante.
  • Dans un autre mode de réalisation, non représenté, la colonne de support 40 comporte une barrière de support recouvrant la bague conductrice d'entrée 42 se superposant avec la barrière d'entrée 66 dans la région 50 de la bague conductrice d'entrée 42.
  • Chaque barrière 61, 62, 66 est séparée radialement de la bague conductrice 41, 42, ainsi que de la zone conductrice 22 de la paroi la plus proche de la bague 41, 42 correspondante.
  • Chaque barrière 61, 62, 66 est engendrée par une génératrice s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe principal X-X. Les barrières 61 et 66 s'étendent selon l'axe principal X-X au-delà de la bague conductrice 41 , 42 correspondante sur une longueur supplémentaire comprise entre 20% et 300% de l'épaisseur de la bague 41, 42 selon l'axe principal X-X.
  • Chaque barrière 61, 62, 66 s'étend angulairement sur un angle centré sur l'axe X-X compris entre 20° et 120° autour de la périphérie de la bague 41, 42 correspondante. Chaque barrière 61, 62, 66 possède une épaisseur, définie radialement par rapport à l'axe principal X-X, comprise entre 10% et 50% de l'épaisseur de la colonne au niveau de la fixation avec la bague 41, 42 correspondante.
  • Le fonctionnement du disjoncteur 14 va maintenant être brièvement décrit.
  • Le disjoncteur 14 comporte une configuration nominale lorsque le courant passe dans le disjoncteur 14. Le disjoncteur 14 comporte également une configuration de coupure lorsqu'un défaut ou une opération sur la ligne de tension ou le véhicule requiert l'ouverture du courant.
  • En configuration nominale, un courant est apporté au niveau des plages de connexion exposées 48 sur la bague conductrice d'entrée 42 mettant alors la bague conductrice d'entrée 42 sous haute-tension. Le courant circule dans l'espace de disjonction 59 et notamment au travers de la chambre de coupure 36. Le courant est transporté hors du disjoncteur 14 au niveau de la bague conductrice de sortie 41, grâce aux plages de connexion exposées 48.
  • Le transport du courant est effectué hors du disjoncteur 14 à l'aide d'un pantographe et de câbles le reliant au réseau aérien et au réseau du véhicule.
  • Le tronçon d'actionnement 26 et le tronçon de support 38 permettent l'isolation de la chambre de coupure 36. Le tronçon d'actionnement 26 permet également la transmission d'efforts de la commande mécanique 24 à la chambre de coupure 36.
  • Lorsqu'un défaut est détecté, ou lors d'une opération sur la ligne de tension ou sur le véhicule, la commande mécanique 24 reçoit l'ordre de l'unité de commande de couper le courant. La commande mécanique 24 tire selon l'axe principal X-X sur la tige de commande 30 située dans le passage 57, l'effort étant transmis à la chambre de coupure 36 afin que la coupure puisse avoir lieu dans la chambre de coupure 36.
  • L'équipement de coupure 10 présente comme avantage d'être compact tout en assurant la sécurité du réseau électrique du véhicule.
  • Chaque bague conductrice 41, 42 étant en configuration nominale sous haute-tension et présentant des connexions exposées conductrices, des risques d'arc électriques entre la bague conductrice 41, 42 et une zone conductrice 22 existent. Le fond 16 en appui-plan avec le toit du véhicule étant connectée à la masse du véhicule, la zone conductrice 22 qui en découle est propice à la formation d'arcs.
  • La présence d'une barrière 61, 62, 66 permet physiquement de limiter les risques d'arcs électriques, le chemin à parcourir par l'arc entre la bague conductrice 41, 42 et la zone conductrice 22, avec la présence de la barrière 61, 62, 66 étant augmenté.
  • La présence de deux tronçons 26, 32 distincts permet de garder un assemblage et une maintenance facile du disjoncteur 14 grâce à la présence des plages de connexion exposées 48 sur la bague conductrice 41, 42.
  • La barrière 61, 62, 66 étant venue de matière avec la colonne 28, 34, 40 correspondante permet une fabrication économique et simple, limitant le nombre de pièces distinctes, notamment en utilisant le même moule pour la colonne 28, 34 et la barrière 61, 62, 66 correspondante. La tenue mécanique de chaque tronçon 26, 32, 38 est ainsi préservée.
  • Le fait que la barrière 61, 66 soit présente sur une longueur supplémentaire par rapport à la longueur de la bague conductrice 41, 42 selon l'axe principal X-X permet encore de rallonger la distance à parcourir par l'arc entre la bague conductrice 41, 42 et la zone conductrice 22.
  • La superposition de la barrière interne 61 et de la barrière externe 62 au niveau de la région 50 de la bague conductrice de sortie 41 permet de rallonger encore le chemin à parcourir par l'arc électrique pour qu'il se forme, la distance à parcourir par l'arc allant jusqu'à doubler entre une configuration sans barrière et avec barrière.
  • La barrière 61, 62, 66 s'étendant angulairement sur un angle centré sur l'axe X-X compris entre 20° et 120° de la périphérie totale de la bague conductrice 41, 42 permet un accès facilité aux plages de connexion exposées 48 et aux moyens de fixation de la bague conductrice 41, 42 aux tronçons 26, 32, 38 tout en protégeant la région 50 la plus à risque de voir apparaître un arc électrique.
  • Le véhicule comportant un tel équipement de coupure 10 a ainsi une hauteur réduite puisque le disjoncteur 14 est placé parallèle à la cloison du véhicule, tout en limitant les risques d'arc électriques dus à la proximité de la bague conductrice 41, 42 avec une cloison conductrice.

Claims (10)

  1. Equipement de coupure électrique (10) comprenant un coffre (12) et un disjoncteur (14) disposé dans le coffre (12), le disjoncteur (14) comportant au moins deux tronçons (26, 32, 38) positionnés selon un axe principal (X-X) dans le prolongement l'un de l'autre et dont l'un délimite intérieurement un espace de disjonction (59), les deux tronçons (26, 32, 38) étant séparés par une bague conductrice (41, 42) dont la circonférence externe (46) comporte au moins une plage de connexion exposée (48), le coffre (12) comportant au moins une paroi présentant au moins une zone conductrice (22) exposée en regard du disjoncteur (14), caractérisé en ce qu'au moins un des tronçons (26, 32, 38) comporte au moins une barrière (61, 62, 66) recouvrant la bague conductrice (41, 42) au niveau d'une région (50) de la bague conductrice (41, 42) en regard de la zone conductrice (22) de la paroi la plus proche de la bague (41, 42).
  2. Equipement de coupure (10) selon la revendication 1, dans lequel les deux tronçons (26, 32, 38) sont distincts l'un de l'autre, et la bague conductrice (41, 42) sépare les deux tronçons (26, 32, 38) sur toute la périphérie du disjoncteur (14).
  3. Equipement de coupure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou chaque barrière (61, 62, 66) est engendrée par une génératrice s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe principal (X-X).
  4. Equipement de coupure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tronçon (26, 32) comporte une colonne extérieure isolante (28, 34) et la barrière (61, 62, 66) est venue de matière avec la colonne (28, 34).
  5. Equipement de coupure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la barrière (61, 62, 66) s'étend selon l'axe principal (X-X) au-delà de la bague conductrice (41, 42) sur une longueur supplémentaire comprise entre 20% et 300% de la longueur de la bague (41, 42) selon l'axe principal (X-X).
  6. Equipement de coupure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque tronçon (26, 32) comporte au moins une barrière (61, 62, 66) recouvrant la bague conductrice (41, 42), les barrières (61, 62) de chaque tronçon (26, 32) se superposant au niveau de la région (50) de la bague conductrice (41) en regard de la zone conductrice (22) de la paroi la plus proche de la bague (41).
  7. Equipement de coupure (10) selon la revendication 6, dans lequel la barrière (61, 62) d'au moins un tronçon (26, 32) est enchâssée dans une gorge (64) ménagée dans l'épaisseur de la barrière (61, 62) de l'autre tronçon (26, 32).
  8. Equipement de coupure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le disjoncteur (14) comporte au moins trois tronçons (26, 32, 38) séparés par au moins deux bagues conductrices (41, 42), chaque bague (41, 42) étant recouverte par une barrière (61, 62, 66) au niveau d'une région (50) de la bague conductrice (41, 42) en regard de la zone conductrice (22) de la paroi la plus proche de la bague (41, 42).
  9. Equipement de coupure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la barrière (61, 62, 66) s'étend angulairement sur un angle centré sur l'axe du tronçon (26, 32) compris entre 20° et 120°.
  10. Véhicule ferroviaire comportant un équipement de coupure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi la plus proche de la bague (41, 42) présentant au moins une zone conductrice (22) est en appui plan avec une cloison du véhicule ferroviaire, l'axe principal (X-X) du disjoncteur (14) étant sensiblement parallèle à la cloison du véhicule.
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