FR3018388A1 - Amortisseur a gaz pour un interrupteur a haute tension - Google Patents

Abstract

Un interrupteur à haute tension, en particulier un disjoncteur, comporte : un boîtier (10), qui détermine un volume de gaz pour un gaz à isolation diélectrique ; un premier élément de contact (21 ; 23) et un deuxième élément de contact (22 ; 24), entre lesquels, au choix, peut être réalisée une liaison électroconductrice, le premier et le deuxième élément de contact (21, 22 ; 23, 24) étant mobiles le long d'un axe (A) de l'interrupteur à haute tension ; un système d'entraînement (30) qui est relié au premier élément de contact (21 ; 23) pour déplacer ledit premier élément de contact (21 ; 23) dans une première direction (R1) le long de l'axe (A), afin de couper la liaison électroconductrice ; un mécanisme de transmission (40) dont le côté entraînement est relié au premier élément de contact (21 ; 23) et le côté mené est relié au deuxième élément de contact (22 ; 24), afin de transmettre le mouvement du premier élément de contact (21 ; 23) sur le deuxième élément de contact (22 ; 24), de telle sorte que le deuxième élément de contact (22 ; 24) est déplacé le long de l'axe (A) dans une deuxième direction (R2), opposée à la première direction (R1), afin de couper la liaison électroconductrice ; et un amortisseur à gaz (50) qui est prévu sur le côté mené du mécanisme de transmission (40) afin d'amortir le mouvement du deuxième élément de contact (22 ; 24).

Description

AMORTISSEUR À GAZ POUR UN INTERRUPTEUR À HAUTE TENSION Domaine technique La présente invention concerne en général des interrupteurs à haute tension, en particulier des disjoncteurs électriques comportant un amortisseur à gaz. L'invention concerne également un procédé permettant de couper une liaison conductrice d'un interrupteur à haute tension, en particulier d'un disjoncteur. État de la technique À partir de l'état de la technique, on connaît des interrupteurs dans lesquels un contact pare-étincelle, tel qu'une tulipe d'extinction, est écarté d'un autre contact pare-étincelle, tel qu'un plot, afin de couper une liaison électrique. On connaît également des interrupteurs, dans lesquels deux contacts pare-étincelle sont déplacés dans deux directions différentes. Dans le document de brevet EP 0 809 269, par exemple, est exposé un disjoncteur à haute tension comportant deux contacts d'arc mobiles, situés coaxialement l'un en face de l'autre. Une tige d'entraînement est fixée à une buse isolante et actionne au moyen d'un levier à deux bras, disposé sur l'axe de l'interrupteur, le contact d'arc situé en face.

Dans le brevet US 3 896 282 est divulgué un disjoncteur avec deux contacts mobiles dans des directions opposées, qui sont disposés dans un boîtier rempli de gaz inerte. Les contacts sont reliés par un mécanisme de transmission à levier qui comporte un levier à deux bras, disposé sur l'axe du disjoncteur et muni de tiges de liaison articulées aux deux extrémités. En général, les disjoncteurs à double mouvement des contacts présentent un ensemble d'avantages par rapport aux disjoncteurs à mouvement unique. La vitesse du processus de séparation des contacts pare-étincelle peut être nettement augmentée, tandis que l'énergie d'entraînement à appliquer peut rester sensiblement identique à celle des disjoncteurs à mouvement unique. Néanmoins, le mécanisme de transmission est soumis à une charge pendant le processus d'ouverture et de séparation, dans lequel l'accélération et le ralentissement sont au maximum, ce qui peut entraîner la formation de particules métalliques ou plastiques. Ces particules peuvent altérer les propriétés diélectriques et entraîner des problèmes au moment d'un contrôle de l'état général après un test d'endurance (typiquement 10 000 commutations mécaniques). Exposé de l'invention Le but de la présente invention est de diminuer la 15 sollicitation d'un mécanisme de transmission dans un interrupteur haute tension, en particulier dans un disjoncteur électrique. Cet objectif est résolu par l'interrupteur à haute tension et par le procédé permettant la coupure d'une liaison électroconductrice d'un interrupteur à 20 haute tension selon les revendications indépendantes. D'autres avantages, caractéristiques, aspects et détails de l'invention, ainsi que des modes de réalisation préférés de l'invention découlent des sous-revendications, de la description et des figures. 25 Un aspect de l'invention consiste à mettre à disposition un interrupteur à haute tension, en particulier un disjoncteur, muni d'un amortisseur à gaz. L'interrupteur à haute tension comporte un boîtier, qui détermine un volume de gaz pour un gaz à isolation diélectrique, un premier élément 30 de contact et un deuxième élément de contact, entre lesquels, au choix, peut être réalisée une liaison conductrice, le premier et le deuxième élément de contact étant mobiles le long d'un axe de l'interrupteur à haute tension, et un système d'entraînement qui est relié au premier élément de contact pour déplacer ledit premier élément de contact dans une première direction le long de l'axe afin de couper la liaison conductrice. L'interrupteur à haute tension comporte, en outre, un mécanisme de transmission dont le côté entraînement est relié au premier élément de contact et le côté mené est relié au deuxième élément de' contact, afin de transmettre le mouvement du premier élément de contact sur le deuxième élément de contact, de telle sorte que le deuxième élément de contact est déplacé dans une deuxième direction, opposée à la première direction, le long de l'axe, afin de couper la liaison conductrice. L'amortisseur à gaz est prévu sur le côté mené du mécanisme de transmission afin d'amortir le mouvement du deuxième élément de contact. Un autre aspect de l'invention consiste à mettre à disposition un procédé permettant la coupure d'une liaison conductrice d'un interrupteur à haute tension, en particulier un disjoncteur. Le procédé comporte les étapes suivantes : déplacement d'un premier élément de contact dans une première direction le long d'un axe de l'interrupteur à haute tension au moyen d'un système d'entraînement ; transmission du mouvement du premier élément de contact, au moyen d'un mécanisme de transmission, sur un deuxième élément de contact prévu sur le côté mené dudit mécanisme de transmission, de telle sorte que le deuxième élément de contact est déplacé dans une deuxième direction, opposée à la première direction ; séparation du premier élément de contact du deuxième élément de contact ; et amortissement du mouvement du deuxième élément de contact au moyen d'un amortisseur à gaz prévu sur le côté mené du mécanisme de transmission.

L'invention concerne également un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé divulgué et comporte également des parties de dispositif destinées à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé. À titre d'exemple, l'invention concerne également un mécanisme de transmission à monter dans un interrupteur interrupteur à décrites ci-dessus 4 à haute tension ou à utiliser dans un haute tension, de telle sorte que comporte les propriétés ou dans les revendications. l'interrupteur à haute tension Brève description des figures Des exemples de réalisation représentés sur les figures et sont manière plus approfondie. Les de l'invention sont expliqués ci-après de figures représentent échéant par extraits et dans chaque 10 schématiquement, le cas cas uniquement à titre d'exemple, une vue de profil en coupe transversale. Parmi ces figures : la figure 1 représente un disjoncteur avec un amortisseur à gaz selon l'invention ; 15 la figure 2 représente une partie d'un interrupteur à haute tension ; les figures 3A - 3C représentent des situations de mouvement lors de la séparation des contacts d'un amortisseur à gaz selon l'invention ; 20 la figure 4 représente une partie d'un amortisseur à gaz selon l'invention ; les figures 5A - 5B représentent des agencements de l'amortisseur à gaz selon l'invention de la figure 4 lors de la séparation des contacts ou de la formation du contact ; et 25 la figure 6 représente une partie d'un autre amortisseur à gaz selon l'invention. Moyens d'exécution de l'invention La figure 1 représente schématiquement un interrupteur à 30 haute tension, en particulier un disjoncteur. Le disjoncteur est, de manière typique, un interrupteur à gaz comprimé, tel qu'il est utilisé, par exemple, dans les réseaux haute tension. De manière typique, il comporte au moins quelques composants usuels pour un tel interrupteur, tels qu'un boîtier rempli de gaz inerte, une paire de contacts, en particulier une paire de contacts pare-étincelle, et, le cas échéant, une paire de contacts de courant nominal. L'un des contacts pare-étincelle est généralement réalisé en forme de U, l'autre sous la forme d'un plot. Les contacts pare-étincelle sont mobiles l'un par rapport à l'autre le long d'un axe de l'interrupteur. De manière typique, le boîtier 10 détermine le volume de gaz pour un gaz à isolation diélectrique, qui constitue le gaz inerte.

De préférence, chaque paire de contacts comporte un premier élément de contact et un deuxième élément de contact. Dans l'interrupteur à haute tension représenté sur la figure 1, la paire de contacts pare-étincelle 21, 22 comporte un premier élément de contact 21 et un deuxième élément de contact 22, et la paire de contacts de courant nominal 23, 24 comporte un premier élément de contact 23 et un deuxième élément de contact 24. Dans chaque paire, il est possible de réaliser au choix une liaison conductrice entre le premier élément de contact 21, 23 et le deuxième élément de contact 22, 24, en déplaçant le premier élément de contact 21, 23 et le deuxième élément de contact 22, 24 le long d'un axe A de l'interrupteur à haute tension. Le premier élément de contact 23 de la paire de contacts de courant nominal 23, 24 est relié à une pièce isolante, plus précisément une buse isolante 25.

L'interrupteur à haute tension comporte, en outre, un système d'entraînement 30 (ici, par exemple, un entraînement primaire 30) et un mécanisme de transmission 40 (ici, par exemple, un mécanisme de transmission auxiliaire). Le système d'entraînement 30 est relié à au moins un des premiers éléments de contact 21, 23, c'est-à-dire le premier élément de contact 21 de la paire de contacts pare-étincelle ou le premier élément de contact 23 de la paire de contacts de courant nominal ou aux deux premiers éléments de contact 21 et 23. Le mécanisme de transmission 40 comporte un côté entraînement et un côté mené. Le côté entraînement est le côté du mécanisme de transmission 40 qui est relié au système d'entraînement 30 par l'intermédiaire du premier élément de contact 21, 23. De préférence, le mécanisme de transmission 40 n'est pas relié directement au premier élément de contact 21, 23. En particulier, le mécanisme de transmission 40 peut comporter un élément de liaison 41, par l'intermédiaire duquel le mécanisme de transmission 40 est relié à la buse isolante 25, afin de réaliser une liaison non électroconductrice entre le premier élément de contact 21, 23 et le mécanisme de transmission 40. Sur son côté mené, le mécanisme de transmission 40 est relié au deuxième élément de contact 22, 24. Pour couper (ouvrir) la liaison conductrice, le système d'entraînement 30 déplace les premiers éléments de contact 21, 23 dans une première direction R1 le long de l'axe A. Le mécanisme de transmission 40 transmet le mouvement des premiers éléments de contact 21, 23 aux deuxièmes éléments de contact 22, 24, de telle sorte que les deuxièmes éléments de contact 22, 24 sont déplacés le long de l'axe A dans une deuxième direction R2, opposée à la première direction R1, pour couper la liaison conductrice. Cela inclut le cas selon lequel pendant certaines phases de déplacement, la direction de déplacement des premiers éléments de contact 21, 23 peut concorder avec la direction de déplacement des deuxièmes éléments de contact 22, 24, par exemple lorsque les deuxièmes éléments de contact 22, 24 passent par un point mort au début du déplacement (comme il est décrit, par exemple, dans le document de brevet EP 1 630 840 A).

Pour fermer (établir) la liaison conductrice, le système d'entraînement 30 déplace les premiers éléments de contact 21, 23 dans la deuxième direction R2 et le mécanisme de transmission 40 transmet ce mouvement aux deuxièmes éléments de contact 22, 24, de telle sorte que les deuxièmes éléments de contact 22, 24 sont déplacés dans la première direction Rl. Bien que ce soit le déplacement des deux premiers et deuxièmes éléments de contact 21, 22, 23, 24 qui est décrit ici, il est aussi possible dans une variante de chaque mode de réalisation décrit dans la présente que le premier et le deuxième élément de contact 21, 22 de la paire de contacts pare-étincelle soient déplacés, tandis que, par exemple, un des contacts de courant nominal (par exemple, le contact de courant nominal 24) est fixe.

La vitesse à laquelle les éléments de contact 21, 22 sont écartés l'un de l'autre est très élevée, afin de minimiser la production d'un arc électrique. De ce fait, le mécanisme de transmission est fortement sollicité en cours de service et en particulier pendant un test mécanique d'endurance OU de sollicitation, ce qui peut entraîner la formation d'une quantité non négligeable de particules, telles que des particules d'abrasion. Pour diminuer la formation de particules, on peut augmenter la surface de glissement, ce qui engendrerait un plus grand encombrement et des coûts plus élevés pour le mécanisme de transmission. À l'appui de recherches intensives, les inventeurs ont constaté que la sollicitation du mécanisme de transmission est particulièrement élevée lorsque l'élément de contact (dénommé ici le deuxième élément de contact) entraîné par le mécanisme de transmission est freiné. Ce problème est encore accru dans le cas d'un mode de construction plus compact de l'interrupteur ce qui est souhaité, en principe -, étant donné que, dans ce cas, la distance de ralentissement est généralement raccourcie et, par conséquent, la sollicitation du mécanisme de transmission est encore augmentée. Pour résoudre ou diminuer le problème de la sollicitation du mécanisme de transmission, il est proposé maintenant de réduire la sollicitation du mécanisme de transmission par la mise en place ou l'utilisation d'un amortisseur du côté mené.

Cela est avantageux notamment pour les interrupteurs à haute tension développés depuis peu, lesquels présentent une vitesse particulièrement élevée lors de la séparation des contacts, étant donné que des accélérations et forces particulièrement élevées agissent ici sur le mécanisme de transmission et sur les paliers à glissement. Le déplacement des contacts au moment de la coupure de la liaison conductrice peut être divisé, conformément à une courbe de vitesse, en deux tronçons, en particulier en un processus d'accélération pour la période depuis le début du mouvement jusqu'à l'instant de la vitesse de déplacement maximum, et en un processus de ralentissement à partir de l'instant de la vitesse de déplacement maximum jusqu'à la fin du déplacement, en particulier jusqu'à la fin de la partie principale du déplacement. Le processus d'accélération correspond donc au tronçon de la courbe de vitesse avec une pente majoritairement positive et, par conséquent, avec l'accélération majoritairement positive, et le processus de ralentissement correspond au tronçon de la courbe de vitesse avec la pente majoritairement négative et, par conséquent, avec l'accélération majoritairement négative. De manière typique, la durée du processus d'accélération est de quelques millisecondes jusqu'à quelques dix millisecondes, la durée du processus de ralentissement étant généralement plus courte que la durée du processus d'accélération. En particulier, la durée du processus d'accélération peut être de l'ordre de 0,01 s à 0,05 s environ et la durée du processus de ralentissement peut être de l'ordre d'environ 0,005 s à environ 0,025 s. Comme il a déjà été exposé ci-dessus, le déplacement dans le processus d'accélération ou dans le processus de ralentissement ne suit pas forcément une pente ascendante ou descendante monotone. Bien au contraire, l'interrupteur à haute tension peut aussi être configuré de telle sorte qu'au moins un élément de contact subit une inversion de direction du déplacement, le premier élément de contact et le deuxième élément de contact se déplacent donc temporairement dans la même direction, comme il est exposé, par exemple, dans le document de brevet EP 1 630 840 Al.

Ainsi, le déplacement du deuxième élément de contact 22, 24 le long de l'axe A dans une direction R2 opposée à la première direction R1 du premier élément de contact 21, 23 signifie que le déplacement du deuxième élément de contact 22, 24 dans la majeure partie du processus de déplacement, en particulier après la séparation des contacts pare-étincelle, est effectué dans une autre direction que celle du premier élément de contact 21, 23. À titre d'exemple, l'accélération pendant le processus d'accélération peut être de l'ordre de 100 g à 300 g environ (1000 m/s2 à 3000 m/s2) et/ou l'accélération pendant le processus de ralentissement peut être de l'ordre de 300 g à 700 g environ (3000 m/s2 à 7000 m/s2). Par conséquent, le processus de ralentissement constitue la plus forte sollicitation du mécanisme de transmission. Si l'on suppose une masse de 2 kg à 3 kg pour le deuxième élément de contact 22, 24, une force considérable s'exercera, par conséquent, sur le mécanisme de transmission. L'utilisation de matériaux plus légers, tels que l'aluminium, n'est possible que de manière limitée, étant donné que le deuxième élément de contact est exposé à un gaz chaud, par exemple, lors de la commutation et en particulier pendant un test de performance. En particulier, le gaz contenu dans le boîtier 10 peut être amené à une température telle qu'il peut attaquer le deuxième élément de contact 22, 24. En outre, de manière avantageuse, la pointe devrait être réalisée dans un matériau lourd, tel que le tungstène, et les surfaces restantes exposées au gaz chaud, devraient être réalisées, par exemple, en acier ou en cuivre, afin d'obtenir une haute stabilité. Par conséquent, la diminution de la masse du deuxième élément de contact 22, 24 n'est pas un moyen préféré. Une autre possibilité pour diminuer la sollicitation du mécanisme de transmission consisterait à modifier le rapport de transmission du mécanisme de transmission. Toutefois, cela entraînerait une augmentation de la longueur de la course, de la longueur du deuxième élément de contact 22, 24 et des dimensions totales, ainsi qu'une augmentation de la masse mise en mouvement. Une augmentation de la masse entraînerait aussi une augmentation de la force agissant sur le mécanisme de transmission pendant le processus d'accélération, il en résulterait en particulier une déformation de la pièce isolante, plus précisément de la buse isolante. Selon certains modes de réalisation de l'invention, il est possible maintenant, pour diminuer la sollicitation du mécanisme de transmission, de prévoir un amortisseur, en particulier un amortisseur à gaz, pour amortir le mouvement d'un élément de contact. L'amortisseur à gaz peut être prévu notamment sur le côté mené du mécanisme de transmission pour amortir le mouvement d'un deuxième élément de contact (par exemple, 22, 24). Comme il est représenté sur la figure 2, qui représente une partie d'un interrupteur à haute tension selon l'invention sur une vue de profil en coupe transversale, il est possible de prévoir un amortisseur à gaz 50 dans l'interrupteur à haute tension. L'amortisseur à gaz 50 est prévu de préférence sur le côté mené du mécanisme de transmission 40, afin d'amortir le mouvement d'un deuxième élément de contact 22, 24, à savoir soit le mouvement du deuxième élément de contact 22 de la paire de contacts pare-étincelle, soit le mouvement du deuxième élément de contact 24 de la paire de contacts de courant nominal, ou le mouvement des deux deuxièmes éléments de contact 22, 24, à savoir le mouvement du deuxième élément de contact 22 de la paire de contacts pare-étincelle et le mouvement du deuxième élément de contact 24 de la paire de contacts de courant nominal. En alternative, l'amortisseur à gaz 50 peut aussi être prévu sur le côté entraînement pour amortir le mouvement de l'un ou des deux premiers éléments de contact 21, 23. Dans le cas d'un interrupteur à haute tension avec un double mouvement complet, l'amortisseur à gaz peut aussi entrer en contact seulement avec l'un des premiers ou deuxièmes éléments de contact 21, 22, 23, 24, pour amortir le mouvement de tous les éléments de contact 21, 22, 23, 24. Dans ce cas, il est aussi possible de prévoir au moins deux amortisseurs à gaz, parmi lesquels l'un est relié au deuxième élément de contact 22 de la paire de contacts pare-étincelle 21, 22 et l'autre amortisseur -à gaz est relié au deuxième élément de contact 24 de la paire de contacts de courant nominal 23, 24. Selon certains modes de réalisation, qui peuvent être combinés à d'autres modes de réalisation, le gaz à isolation électrique peut être utilisé dans l'amortisseur à gaz 50 pour l'amortissement.

En outre, selon certains modes de réalisation qui peuvent être combinés à d'autres modes de réalisation, il est prévu un piston 26 qui est relié au deuxième élément de contact 22, 24 et peut se déplacer conjointement avec celui-ci. Par ailleurs, selon certains modes de réalisation qui peuvent être combinés 25 à d'autres modes de réalisation, l'amortisseur à gaz 50 comporte un cylindre 51 dans lequel est guidé le piston 26. Comme il est représenté sur la figure 2, le cylindre 51 peut comporter une extrémité ouverte, à travers laquelle le piston peut être mis en place dans le cylindre 51, et une 30 extrémité fermée à l'opposé de l'extrémité ouverte. Le piston 26 peut être guidé dans le cylindre 51 le long d'une voie depuis l'extrémité ouverte jusqu'à l'extrémité fermée. Pour que le piston 26 puisse être guidé si possible sans perturbation dans le cylindre, en particulier pour que le piston 26 ne se déforme pas dans le cylindre 50, il est possible de prévoir des éléments de palier 27, dans lesquels le piston 26 et/ou le deuxième élément de contact 22, 24 est ou sont montés de manière à pouvoir glisser. En outre, le piston 26 ou le deuxième élément de contact 22, 24 peuvent être reliés au mécanisme de transmission 40 par l'intermédiaire d'un bras pivotant 28. L'amortisseur à gaz 50 est configuré, en particulier, pour amortir le processus de ralentissement du deuxième élément de contact 22, 24. Pour y parvenir, l'amortisseur à gaz peut comporter des ouvertures 52, 53 qui peuvent constituer respectivement une liaison entre le reste du volume de gaz du boîtier 10 et l'intérieur du cylindre 51. En particulier, une ouverture 52 peut être prévue dans une partie centrale entre l'extrémité ouverte et l'extrémité fermée. En outre, une deuxième ouverture 53 peut être prévue sur ou dans l'ouverture fermée (au demeurant). Les figures 3A à 3C représentent des situations de mouvement lors de la coupure de contact d'un amortisseur à gaz selon l'invention. Dans ce cas, le pistOn 26 est déplacé le long de la voie depuis l'extrémité ouverte vers l'extrémité fermée. Une position de l'extrémité du piston 26, logée dans le cylindre 50, le long de la voie peut être désignée par d. La figure 3A représente la situation au début du déplacement pour couper la liaison conductrice, c'est-à-dire la situation dans laquelle les contacts sont fermés et la liaison conduCtrice est établie. L'extrémité du piston 26 logée dans le cylindre 51 se situe en d = 0. Si maintenant les contacts, à savoir le premier et le deuxième élément de contact 21, 22, 23, 24 sont écartés l'un de l'autre, le piston 26 glisse à l'intérieur du cylindre 51, le piston 26 se déplace donc vers l'extrémité fermée. À cette occasion, le piston 26 comprime le gaz contenu dans le cylindre 51 et pousse ce gaz partiellement hors de la première ouverture 52, comme il est esquissé par la flèche 54 sur la figure 3A. Comme il a été décrit ci-dessus, le piston 26 au début du déplacement passe par un processus d'accélération, pendant lequel il est déplacé le long de la voie sur une distance Ll. La figure 3B représente la situation à la fin du processus d'accélération, au moment où l'extrémité du piston 26 logée dans le cylindre 51 se situe dans la position d = Ll. Dans ce cas, la première ouverture 52 est disposée avantageusement à une position du cylindre 51 qui correspond à la position d = Ll. Ainsi, la première ouverture 52 est dégagée pendant le processus d'accélération, c'est-à-dire que pendant le processus d'accélération elle n'est pas masquée ou fermée par le piston 26. Par conséquent, l'air comprimé dans le cylindre 51 sous l'effet du déplacement du piston 26 peut sortir du piston 26 pendant le processus d'accélération, moyennant quoi le processus d'accélération n'est pas ou n'est pas majoritairement amorti. Comme il a également été décrit ci-dessus, le processus d'accélération est suivi d'un processus de ralentissement, pendant lequel le piston 26 est déplacé le long de la voie sur une distance L2. La figure 3B représente une situation pendant le processus de ralentissement, au moment où l'extrémité du piston 26 logée dans le cylindre 51 se situe à une position Ll < d < L2. Dans cette situation, la première ouverture 52 est avantageusement fermée par le piston 26, de telle sorte qu'aucun gaz ou du moins presque pas de gaz peut s'échapper hors du cylindre 51 via cette première ouverture 52. En particulier, selon certains modes de réalisation qui peuvent être combinés à d'autres modes de réalisation, les premières ouvertures 52 peuvent être configurées de telle sorte qu'elles sont dégagées pendant le processus d'accélération du piston 26 et sont masquées et, en particulier, sont masquées par le piston 26- pendant processus de ralentissement du piston 26. Le gaz contenu dans le cylindre 51 entre le piston 26 et l'extrémité fermée du cylindre 51 est comprimé, par conséquent, sous l'effet du déplacement du piston 26 vers l'extrémité fermée et, dans ce cas, amortit le déplacement du piston 26. En particulier, le déplacement du piston 26 est amorti de plus en plus au fur et à mesure que le piston 26 est déplacé vers l'extrémité fermée.

Par conséquent, selon certains modes de réalisation qui peuvent être combinés à d'autres modes de réalisation, le deuxième élément de contact 22, 24 peut effectuer le processus d'accélération et le processus de ralentissement le long d'une voie pour le déplacement visant à couper la liaison conductrice, et l'amortisseur à gaz 50 peut être configuré pour amortir le processus de ralentissement du deuxième élément de contact 22, 24. De manière avantageuse, grâce à l'utilisation de l'amortisseur à gaz 50, les forces générées au cours du processus de ralentissement peuvent être diminuées d'un facteur 2 (par rapport à un agencement en tout point identique, mais sans amortisseur à gaz 50). Selon un aspect préféré de l'invention, l'amortisseur à gaz 50 absorbe au moins temporairement une force qui correspond à au moins 0,5 fois la force exercée sur le mécanisme de transmission 40, dans certains modes de réalisation correspond même à au moins la totalité de la force exercée sur le mécanisme de transmission 40. En outre, comme il a été évoqué ci-dessus, la deuxième ouverture 53 peut être prévue sur ou dans l'extrémité fermée, au demeurant, du cylindre 51, à travers laquelle une partie du gaz comprimé peut s'échapper notamment pendant le processus de ralentissement, comme il est esquissé par la flèche 55 sur la figure 3C. De préférence, la première ouverture 52 est plus grande que la deuxième ouverture 53, la première ouverture 52 est donc dégagée dans une plus grande zone de passage que la deuxième ouverture 53. Par conséquent, par le réglage ou la définition de la taille de la deuxième ouverture 53, en particulier par le réglage ou la définition de la zone de passage ou de la surface de la deuxième ouverture 53, il est possible de régler la force de l'amortissement, en particulier pendant le processus de ralentissement. En outre, par le choix de la position de la première ouverture 52 et/ou le réglage ou la définition de la taille de la deuxième ouverture 53 et/ou par le fait de prévoir ou renoncer à la deuxième ouverture 53, il est possible de déterminer quand l'amortissement doit se produire, quand le piston 26 doit être immobilisé et quelle est la force d'arrêt de l'amortissement. En particulier, il est possible de ne pas prévoir la deuxième ouverture 53 lorsque l'amortissement doit se produire à une grande distance de l'extrémité fermée. Dans ce cas, l'échappement du gaz comprimé hors du cylindre 51 doit être aussi faible que possible pour appliquer une pression suffisamment élevée, même si, de ce fait, la vitesse maximale atteinte par le piston 26 est influencée négativement. Sous l'effet de la compression du gaz dans le cylindre 51, il s'établit une pression à l'intérieur du cylindre 51 qui agit contre le piston 26, moyennant quoi l'énergie cinétique du piston 26 est dissipée. Par la dissipation de l'énergie cinétique du piston 26, la force exercée sur le mécanisme de transmission 40 peut être diminuée de manière significative. Le cylindre 51 peut donc être divisé au moins en une partie d'accélération et une partie de ralentissement, qui correspondent à la distance ou au trajet Ll et L2 parcouru par 30 le piston 26 pendant le processus d'accélération et le processus de ralentissement. Selon certains modes de réalisation qui peuvent être combinés à d'autres modes de réalisation, les premières ouvertures 52 peuvent être agencées au moins partiellement, voire totalement, dans la partie d'accélération du cylindre 51 qui correspond au trajet parcouru par le piston 26 pendant un processus d'accélération. La figure 4 représente une partie d'un amortisseur à gaz selon l'invention sur une vue de profil en coupe transversale. Comme il est représenté sur la figure 4, il est possible de prévoir, en outre, une valve 56 dans l'extrémité fermée du cylindre 51. La valve 56 peut comporter un plateau de valve 56a, une ou plusieurs bagues d'entrée 56b, une bague de fixation 56c et une bague de sûreté 56c. Les bagues d'entrée 56b délimitent une zone de passage, à travers laquelle le gaz peut circuler depuis le boîtier vers l'intérieur du cylindre 51 ou sortir de celui-ci. La bague de fixation 56c maintient la valve 56 à l'emplacement souhaité dans le cylindre 51. La bague de sûreté 56d limite un mouvement du plateau de valve vers l'intérieur du cylindre 51. Dans une position fermée de la valve 56, le plateau de valve 56a repose sur les bagues d'entrée 56b, de telle sorte que celles-ci sont fermées par le plateau de valve 56a. Dans une position ouverte, le plateau de valve 56a est inséré dans le cylindre 51, de telle sorte qu'un échange de passage. Selon gaz peut se produire travers les zones de certains modes de réalisation qui peuvent être combinés à d'autres modes de réalisation, la valve 56 peut être fermée au moment de la coupure de la liaison conductrice et peut être ouverte lors de l'établissement de la liaison conductrice. De ce fait, pendant le déplacement visant à établir la liaison conductrice, lorsque le piston 26 est déplacé hors du cylindre 51, le gaz peut entrer à l'intérieur du cylindre 51 via la valve 56, alors que pendant le déplacement pour couper la liaison conductrice, lorsque le piston 26 est déplacé vers l'intérieur du cylindre 51, le gaz peut s'échapper hors du cylindre 51 par l'intermédiaire de la valve 56. De ce fait, il peut être fait en sorte que, de manière avantageuse, l'amortisseur à gaz 50 amortisse seulement le mouvement destiné à la coupure de la liaison conductrice et non pas le mouvement visant à établir la liaison conductrice.

Dans des exemples de réalisation, il est possible, comme il est également représenté sur la figure 4, que le piston 26 soit réalisé sous la forme d'un piston creux 26, qui est fermé par un capuchon 28. Il est ainsi possible de réduire le poids du piston 26.

En outre, dans des exemples de réalisation, l'amortisseur à gaz 50, en particulier dans la zone de l'extrémité ouverte, peut être relié au mécanisme de transmission 40 par l'intermédiaire d'un corps de transmission 42. De préférence, l'amortisseur à gaz 50 peut être fixé à un corps de transmission 42 du mécanisme de transmission 40. La figure 5A représente la position fermée de la valve 56 sur une vue à plus grande échelle. Comme il a déjà été évoqué, la valve 56 est fermée dans cette position, de telle sorte que le gaz ne peut ni entrer dans le cylindre 51 ni sortir du cylindre 51 via la valve 56. De manière typique, cette position est choisie lors de la coupure de la liaison conductrice. Le piston 26 est alors déplacé vers l'extrémité fermée, c'est-à-dire vers la valve 56, comme il est esquissé par la flèche sur la figure 5A.

Le gaz est comprimé dans l'espace intermédiaire entre l'extrémité du piston 26 qui est logée dans le cylindre 51 et l'extrémité fermée du cylindre 51. Comme il est esquissé par des flèches en, traits discontinus, une partie du gaz peut revenir dans le cylindre 51 en longeant la piston 26 et s'échapper par la ouverture 52 afin de détendre partiellement la générée dans le cylindre. La quantité de gaz qui est comprimé surface première pression renvoyée extérieure du le long de la surface extérieure du piston dépend de la pression qui règne dans le cylindre 51 et de la différence entre le diamètre du piston 26 et le diamètre du cylindre 51. La quantité de gaz qui est renvoyée le long de la surface périphérique du piston 26 et qui contribue à la détente de la pression est d'autant plus élevée que la pression est élevée dans le cylindre 51, en particulier dans l'espace intermédiaire entre l'extrémité du piston 26 et l'extrémité fermée du cylindre 51, et que le diamètre du piston 26 est petit par rapport au diamètre du cylindre 51. Le gaz comprimé dans l'espace intermédiaire peut également s'échapper à travers la deuxième ouverture 53 non représentée sur la figure 5A, afin de contribuer à la détente de la pression. Dans ce cas, la deuxième ouverture 53 peut être réalisée aussi sous forme d'ouverture ou d'ouvertures dans le plateau de valve 56a dans la partie des zones de passage ou, de manière similaire à la première ouverture 52, dans la surface périphérique du cylindre 51, de préférence à proximité de l'extrémité fermée. La figure 5B représente la position ouverte de la valve 56 sur une vue de profil en coupe transversale. Comme il a déjà été évoqué, la valve 56 est ouverte dans cette position, de telle sorte que le gaz peut entrer via la valve 56 dans le cylindre 51 et/ou peut s'échapper de celui-ci. De manière typique, cette position est choisie lors de l'établissement de la liaison conductrice, de telle sorte que ce mouvement n'est pas amorti. Le piston 26 est donc déplacé pour s'écarter de l'extrémité fermée, donc de la valve 56, comme il est esquissé par la flèche sur la figure 5B. Dans ce cas, le gaz peut donc affluer à l'intérieur du cylindre via la valve 56 ouverte, de telle sorte qu'une dépression, générée par le déplacement du piston 26 hors du cylindre 51, peut être compensée dans le cylindre 51 par l'intermédiaire du gaz qui entre consécutivement. Par conséquent, il est possible d'empêcher qu'une dépression se forme dans le cylindre 51, laquelle s'opposerait au déplacement du piston 26 et amortirait involontairement mouvement. Sur la figure 6 est représenté un autre mode de réalisation, dans lequel une partie d'extrémité du cylindre 51 est agrandie. De manière typique, la distance (trajet) parcourue par le piston 26 au moment de la coupure de la liaison conductrice est relativement grande et le diamètre du piston 26 est relativement faible, de telle sorte qu'il est difficile d'obtenir un effet d'amortissement approprié.

Normalement, le plus grand effet d'amortissement est obtenu à la fin du processus de ralentissement, c'est-à-dire dans une zone dans laquelle l'extrémité du piston 26 se situe à proximité de l'extrémité fermée du cylindre 51. Selon certains modes de réalisation qui peuvent être combinés à d'autres modes de réalisation, le cylindre 51 peut comporter, en outre, une partie de ralentissement qui correspond à une partie de la distance parcourue par le piston 26 pendant le processus de ralentissement, et la partie de ralentissement comportant une zone 58 dont le diamètre D2 est supérieur au diamètre d1 du cylindre 51 dans une partie d'accélération, qui correspond à une partie ou à la totalité de la distance parcourue par le piston 26 pendant le processus d'accélération. En particulier, il est possible de prévoir dans la zone 58 un cylindre 57 supplémentaire ou un couvercle de cylindre 57 qui est fermé avec le cylindre 51 de manière étanche au gaz, et qui possède un diamètre intérieur d2 supérieur au diamètre intérieur d1 du cylindre 51. Dans ce cas, l'extrémité fermée du cylindre 51 est formée sensiblement par le cylindre 57 supplémentaire. Par conséquent, la deuxième ouverture 53 et la valve 56 peuvent être réalisées (non représentées) dans le cylindre 57 supplémentaire. Comme il est représenté sur la figure 6, le piston 26 peut posséder un diamètre d3 inférieur au diamètre dl du cylindre 51. En outre, le capuchon 28 du piston 26 peut posséder un diamètre d4 supérieur au diamètre d3 du piston 26 et inférieur ou presque égal au diamètre d1 du cylindre 51. Pour les diamètres dl, d2, d3, d4, on applique donc les relations suivantes : d3 < d4-dl< d2. Avec ce choix de la relation entre les différents diamètres dl, d2, d3, d4, on peut faire en sorte que, pendant le processus de ralentissement, le piston 26 pousse d'abord le gaz devant lui et, à cette occasion, le gaz est comprimé pour obtenir un effet d'amortissement croissant. Lorsque l'extrémité du piston 26, c'est-à-dire le capuchon 28, atteint la zone 58, il se forme un espace intermédiaire entre le capuchon 28 et la surface périphérique du cylindre 57 supplémentaire, dont la largeur annulaire correspond sensiblement à la différence d2 - d4. Cet espace intermédiaire permet que le gaz comprimé puisse circuler en retour et, à cette occasion, affluer dans l'espace intermédiaire, formé par la différence d1 - d3 entre la surface périphérique intérieure du cylindre 51 et la surface périphérique extérieure du piston 26. Le gaz entrant dans cet espace intermédiaire peut ensuite en sortir via les premières ouvertures 52 ou l'extrémité ouverte du cylindre 51 afin de contribuer à la détente de la pression. Par le choix des diamètres dl, d2, d3, d4, ainsi que de la relation entre eux et de la position du cylindre 57 supplémentaire le long du trajet du processus de ralentissement, il est possible de régler une détente de pression souhaitée pour une ou chaque partie souhaitée du processus de ralentissement. En particulier, il est possible de diminuer l'amortissement à la fin de la partie de ralentissement. Dans le cadre du présent exposé, le gaz à isolation diélectrique est aussi un agent d'extinction de l'arc électrique. Le milieu ou gaz à isolation diélectrique dans l'interrupteur à haute tension peut être un gaz SF6 ou n'importe quel autre milieu d'isolation diélectrique ou milieu d'extinction de l'arc électrique, indépendamment du fait qu'il soit présent sous forme gazeuse et/ou liquide. Un tel milieu ou gaz à isolation diélectrique peut comporter, par exemple, un composé de fluor organique qui est choisi dans le groupe comprenant : un fluoroether, un oxirane, une fluoroamine, une fluorocétone, une fluorooléfine et des mélanges et/ou des produits de dissociation de ces substances. Les termes « fluoroether », « oxirane », « fluoroamine », « fluorocétone » et « fluorooléfine » se rapportent à des substances au moins partiellement fluorées. Notamment le terme « fluoroether » comporte un hydrofluoroether et un perfluoroether, le terme « fluorocétone » comporte une hydrofluorocétone et une perfluorocétone, le terme « fluorooléfine » comporte une hydrofluorooléfine et une perfluorooléfine. De manière avantageuse, le fluoroether, l'oxirane, la fluoroamine et la fluorocétone sont totalement fluorés, c'est-à-dire perfluorés.

Dans des exemples de réalisation, le milieu d'isolation diélectrique est choisi dans le groupe contenant : un (ou plusieurs) hydrofluoroether(s), une (ou plusieurs) perfluorocétone(s), une (ou plusieurs) hydrofluorooléfine(s) et des mélanges de ces substances.

En particulier, le terme « fluorocétone » en rapport avec la présente invention doit être compris au sens large et doit comporter tant de la fluoromonocétone que de la fluorodicétone ou de la fluoropolycétone en général. Dans ce cas, la molécule peut contenir expressément plus d'un seul groupe carbonyle limité latéralement par des atomes de carbone. Le terme doit inclure conjointement aussi des composés saturés et insaturés avec des liaisons doubles et/ou triples entre les atomes de carbone. La chaîne alkyle au moins partiellement fluorée de la fluorocétone peut être linéaire ou ramifiée et peut aussi former, en option, un anneau. Dans des exemples de réalisation, le milieu d'isolation diélectrique et le milieu d'extinction d'arc électrique peut 5 comporter, sous la forme d'au moins un composé, une fluoromonocétone qui, en option, comporte aussi des atomes d'une autre origine dans la chaîne principale de carbone de la molécule, à savoir, par exemple, au moins un atome d'une autre origine issu du groupe comprenant : atome d'azote, atome 10 d'oxygène, atome de soufre, qui remplace un nombre correspondant d'atomes de carbone. De manière avantageuse, la fluoromonocétone, en particulier la perfluorocétone contient de 3 à 15 ou de 4 à 12 et, en particulier, de 5 à 9 atomes de carbone. De préférence, la fluoromonocétone contient 15 exactement 5 et/ou exactement 6 et/ou exactement 7 et/ou exactement 8 atomes de carbone. Dans des exemples de réalisation, le milieu d'isolation diélectrique comporte sous la forme d'au moins un composant, une fluorooléfine choisie dans le groupe comprenant : une 20 hydrofluorooléfine (HFO) avec au moins 3 atomes de carbone, une hydrofluorooléfine (HFO) avec exactement 3 atomes de carbone, le trans-1,3,3,3-tétrafluoroprop-1-ène (HF0-1234ze), le 2,3,3,3-tétrafluoroprop-1-ène (HF0-1234yf), le trans1,2,3,3,3-pentafluoroprop-1-ène (HF0-1225ye (isomère E)), le 25 cis-1,2,3,3,3-pentafluoroprop-1-ène (HF0-1225ye (isomère Z)) et des mélanges de ces substances. Le milieu d'isolation diélectrique peut aussi comporter, en plus, un gaz de fond ou gaz porteur, qui est différent du composé fluoré organique et qui, en particulier, ne contient 30 ni fluoroether, ni oxirane, ni fluoroamine, ni fluorocétone, ni fluorooléfine. Dans des exemples de réalisation, le gaz porteur peut être choisi dans le groupe comprenant : l'air, N2, 02, 002, un gaz rare, H2 ; NO2, NO, N20 ; des fluorocarbones et en particulier des perfluorocarbones, tels que CF4 ; CF3I, SF6 ; et des mélanges de ces substances. Selon les modes de réalisation, la fiabilité, la sécurité de fonctionnement et la durée de vie d'un interrupteur à haute tension peuvent être augmentées. En outre, la formation de particules ou particules d'abrasion peut être diminuée. Il est également possible d'augmenter la robustesse du mécanisme de transmission 40. Le concept sur lequel se fondent les modes de réalisation peut aussi être utilisé avec des interrupteurs à haute tension avec triple mouvement. Dans ce cas, l'amortisseur à gaz peut être relié à un tube mobile et amortir les forces générées pendant le processus de ralentissement. Dans l'ensemble, une construction appropriée de l'amortisseur à gaz permet de dissiper l'énergie cinétique.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Interrupteur à haute tension, en particulier disjoncteur, comportant - un boîtier (10), qui détermine un volume de gaz pour un gaz à isolation diélectrique ; - un premier élément de contact (21 ; 23) et un deuxième élément de contact (22 ; 24), entre lesquels, au choix, peut être réalisée une liaison électroconductrice, le premier et le deuxième élément de contact (21, 22 ; 23, 24) étant mobiles le long d'un axe (A) de l'interrupteur à haute tension ; - un système d'entraînement (30) qui est relié au premier élément de contact (21 ; 23) pour déplacer ledit premier élément de contact (21 ; 23) dans une première direction (R1) le long de l'axe (A), afin de couper la liaison conductrice ; - un mécanisme de transmission (40) dont le côté entraînement est relié au premier élément de contact (21 ; 23) et le côté mené est relié au deuxième élément de contact (22 ; 24), afin de transmettre le mouvement du premier élément de contact (21 ; 23) sur le deuxième élément de contact (22 ; 24), de telle sorte que le deuxième élément de contact (22 ; 24) est déplacé dans une deuxième direction (R2), opposée à la première direction (R1), le long de l'axe (A), afin de couper la liaison conductrice ; et - un amortisseur à gaz (50) qui est prévu sur le côté mené du mécanisme de transmission (40) afin d'amortir le mouvement du deuxième élément de contact (22 ; 24).
2. 2. Disjoncteur selon la revendication 1, dans lequel le gaz à isolation électrique est utilisé dans l'amortisseur à gaz (50) pour l'amortissement.
3. 3. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le deuxième élément de contact (22 ; 24) effectue un processus d'accélération et un processus de ralentissement le long d'une voie pour le mouvement visant à couper la -liaisonélectroconductrice, et dans lequel l'amortisseur à gaz (50) est configuré pour amortir le processus de ralentissement du deuxième élément de contact (22 ; 24).
4. 4. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'amortisseur à gaz (50) comporte un piston (26) qui est relié au deuxième élément de contact (22 ; 24) et peut se déplacer conjointement avec celui-ci, et un cylindre (51), dans lequel est guidé le piston (26).
5. 5. Disjoncteur selon la revendication 4, dans lequel le 10 cylindre (51) comporte des premières ouvertures (52) qui établissent une liaison entre le reste du volume de gaz du boîtier (10) et l'intérieur du cylindre (51).
6. 6. Disjoncteur selon la revendication 5, dans lequel les premières ouvertures (52) sont disposées au moins 15 partiellement dans une partie d'accélération du cylindre (51), laquelle correspond à une distance parcourue par le piston (26) pendant un processus d'accélération.
7. 7. Disjoncteur selon la revendication 5 ou 6, dans lequel les premières ouvertures (52) sont configurées de telle sorte 20 qu'elles sont dégagées pendant le processus d'accélération du piston (26) et sont masquées par le piston (26) pendant un processus de ralentissement du piston (26).
8. 8. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le cylindre (51) comporte, en outre, une 25 partie de ralentissement qui correspond à une distance parcourue par le piston (26) pendant un processus de ralentissement, et dans lequel la partie de ralentissement comporte une zone (58) dont le diamètre (d2) est supérieur au diamètre (d1) du cylindre (51) dans la partie d'accélération. 30
9. 9. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'amortisseur à gaz (50) comporte une valve (56) qui est fermée au moment de la coupure de la liaison électroconductrice et est ouverte lors de l'établissement de la liaison électroconductrice.
10. 10. Disjoncteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le gaz à isolation diélectrique est présent dans le disjoncteur et comporte un composé de fluor organique qui est choisi dans le groupe comprenant : un fluoroether, un oxirane, une fluoroamine, une fluorocétone, une fluorooléfine ; et des mélanges et/ou des produits de dissociation de ces substances ; et, en particulier, dans lequel le gaz à isolation diélectrique dans le disjoncteur comporte conjointement un gaz porteur.
11. 11. Procédé permettant la coupure d'une liaison conductrice d'un interrupteur à haute tension, en particulier d'un disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, le procédé comportant les étapes suivantes : déplacement d'un premier élément de contact (21 ; 23) dans une première direction (R1) le long d'un axe (A) de l'interrupteur à haute tension au moyen d'un système d'entraînement (30) - transmission du mouvement du premier élément de contact (21 ; 23), au moyen d'un mécanisme de transmission (40), sur un deuxième élément de contact (22 ; 24) prévu sur le côté mené dudit mécanisme de transmission, de telle sorte que le deuxième élément de contact (22 ; 24) est déplacé dans une deuxième direction (R2), opposée à la première direction (R1) ; - séparation du premier élément de contact (21 ; 23) du deuxième élément de contact (22 ; 24) ; et amortissement du mouvement du deuxième élément de contact (22 ; 24) au moyen d'un amortisseur à gaz (50) prévu sur le côté mené du mécanisme de transmission (40).30