Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
La présente invention est relative à un
dispositif de coupure électri~ue sans passage naturel
par zéro du courant.
Les réseaux électriques modernes font de plus
en plus appel à la compensation série par condensateurs
pour contrôler le niveau de tension sur les lignes.
Ceci a pour conséquence de provoquer, en cas de défaut,
ce qu'il est convenu d'appeler des "non-passages" par
zéro du courant.
Les disjoncteurs actuels à hexafluorure de
soufre SF6 ont besoin, pour éteindre l'arc qui se
produit à l'ouverture des contacts, d'un passage par
zéro du courant. Ce passage peut être naturel et se
produit toutes les demi-périodes en regime symetrique.
Ce passage peut aussi être provoqué par "hachage" dans
le cas ou le disjoncteur par son soufflage, peut fixer
le passage par zéro du courant.
Dans le cas ou la valeur du courant il dépasse
~ 20 A, le disjoncteur ne peut, sans dispositif
annexe tel que circuit oscillant, provoquer le passage
par zero du courant.
Un but de l'invention est de réaliser un
dispositif de coupure permettant d'obtenir en toutes
circonstances un passage par z~ro du courant,
permettant ainsi aux disjoncteurs classiques à SF6
d'éteindre l'arc.
Le principe de l'invention est fondée sur le
fait que pour atteindre le but recherché, il faut
augmenter la tension d'arc de maniere à diminuer la
composante apériodique du courant de defaut.
L'invention a pour objet un dispositif de
coupure sans passage naturel par zéro du courant,
caractérisé en ce qu'il comprend l'association en s~rie
d'un dis~oncteur a bon pouvoir de coupure et d'un
:!
disjoncteur à faible pouvoir de coupure mais possedant
des moyens pour allonger l'arc et augmenter la tension
d'arc.
Dans un mode particulier de réalisation, le
disjoncteur à faible pouvoir de coupure comprend une
enceinte remplie de gaz à bonnes propriétés
diélectriques tel que l'hexafluorure de soufre SF6,
un premier et un second contacts d'arc, le second
contact d'arc étant déplaça~le au moyen d'un
mécanisme de manoeuvre, et une buse de soufflage
traversée par ledit second contact d'arc, et des moyens
pour pour faire exécuter au premier contact d'arc,
partir de l'instant de séparation des contacts d'arc,
un déplacement dans un sens opposé ~ celui du second
contact d'arc.
Avantageusement, le déplacement peut être
obtenu en solidarisant le premier contact ~ un piston
se dépla~ant dans un cylindre, le piston étant déplacé
par l'augmentation de pression qui se produit dans la
chambre de coupure en amont de la bu~e de soufflage
sou~ l'effet de l'échauffement créé par l'arc.
on ne confondra pas l'invention avec le
dispositif décrit dan~ le document EP-A2-0239783 qui
décrit l'association de deux dis~oncteurs dont l'un
coupe les charges ohmiques et inductives et dont
l'autre, qui s'ouvre un peu après le premier, coupe les
courants capacitifs. Dans ce montage, il n'est pas
guestion de couper un courant qui ne passe pas par zéro.
De même, on ecartera le document DPS 641604 qui
d~crit un dispositif comprenant en serie un sectionneur
et un disjoncteur, le sectionneur s'ouvrant plus tôt
que le dis~oncteur. Ce dispositif n'est pas adapté pour
couper les courants qui ne passent pas par zéro.
Un mode de réalisation préférentiel sera
maintenant décrit à titre d'exemple non limitatif, en se
référant aux dessins dans lesq~lels:
- la figure 1 est un diagramme d'un défaut
asymétrique,
- la figure 2 est un schéma par blocs du
dispositif de l'invention,
- la figure 3 est une vue schématique en coupe
axiale du disjoncteur ~ allongement d'arc utilisé dans
le di~positif de coupure de l'invention.
La figure 1 est un diagramme du courant après
apparition d'un défaut; il désignant la la valeur
minimale prise par le courant après quelques
o~;cillations autour de la composante apériodique
ip.
La ~igure 2 montre que le dispo~itif de coupure
selon l'invention comprend l'association en série de
deux disjoncteurs, l'un référence 100, ayant un bon
pouvoir de coupure, l'autre référencé 200, n'ayant
qu'un faible pouvoir de coupure mais etant doté de
moyen~ pour augmenter la resistance de l'arc. Les
disjoncteurs sont manoeuvrés simultanément ou avec un
léger retard du disjoncteur 100 par rapport au
disjoncteur 200.
Le disjoncteur 100 est de type connu et peut
être par exemple le dis;oncteur décrit dans le brevet
fran~ais n- 89 00 009 déposé le 2 janvier 1989 au nom
de la demanderesse. Un tel disjoncteur à hexafluorure
de soufre a autosoufflage et a faible énergie de
manoeuvre possède un excellent pou~oir de coupure au
passage par zero du courant. On peut, en variante,
utiliser un disjoncteur autopneumatique ou à volume
rempli d'huile.
Le dis~oncteur 200 a un faible pouvoir de
coupure, mais il est dote d'un moyen pour augmenter la
tension d'arc; dans un exemple de réalisation décrit
dans la figure 3, le moyen pour augmenter la tension
d'arc est un moyen d'allongement dudit arc.
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_ 4 _ 2~77~28
Le disjoncteur de la figure 3 comprend une enveloppe
isolante 1, par exemple en porcelaine, étanche, remplie
de gaz à bonnes propriétés diélectriques tel que
l'hexafluorure de soufre SF6, sous une pression
de quelques bars.
A l'intérieur de l'enveloppe, on trouve un
cylindre métallique 2 définissant un volume de
soufflage Vl et servant de contact permanent fixe; ce
cylindre est fixé à une plaque métallique 3 fermant un
côté de l'enveloppe et reliée a une première prise de
courant 4. Le cylindre 2 porte une buse de soufflage 5
en matériau isolant.
A l'intérieur du cylindre 2 est disposé un tube
métallique 6 dans lequel coulisse un piston 7 qui porte
une tige métallique 8 dont l'extrémité est réalisée en
alliage résistant aux effets de l'arc. Cette tige sert
de contact d'arc. Le piston est poussé par un ressort 8
s'appuyant contre la plaque 3. Une tresse 9 relie
électriquement la plaque 3 et la tige 8.
L'équipage mobile, relié à un mécanisme de
manoeuvre non représenté, comprend un contact permanent
mobile 12 coopérant avec le cylindre 2, et un contact
d'arc constitué d'une tige 14 terminée par un embout
14A en matériau résistant aux effets de l'arc.
Les contacts 12 et 14 sont reliés
électriquement à une seconde prise de courant non
représent~e.
Lors de l'ouverture du disjoncteur, les
contacts permanents 2 et 12 se séparent et le courant
est commuté sur les contacts d'arc 8 et 14. Lorsque
ceux-ci se séparent, un arc jaillit entre les embouts
8A et 14A. La chaleur dégagée par l'arc produit une
élévation de température qui provoque une augmentation
de pression dans le volume Vl. Le piston 7 est repoussé
contre l'action du ressort, ce qui a pour conséquence
d'allonger l'arc et d'augmenter sa résistance et sa
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- ~ :
2~77~28
tension d'arc, provoquant le passage par zéro du
courant. Le disjoncteur 100, qui a été ouvert en meme
temps que le disjoncteur 200, ou quelques
millisecondes après, assure la coupure du courant.
L'invention s'applique principalement à la
coupure des courants dans les réseaux à compensation
d'énergie réactive par condensateurs série.
