FR2515417A1 - Armoured HT circuit breaker with enclosed switching resistors - uses vertical assembly with switching resistors and their connecting mechanism surrounding main contacts - Google Patents
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Abstract
Description
Disjoncteur pour poste blindé à très haute tension
La présente invention concerne un disjoncteur pour poste blindé à très haute tension, sous enveloppe métallique remplie de gaz isolant comprimé comportant par phase au moins deux éléments de coupure, et comprenant une résistance et un dispositif d'insertion de la résistance en parallèle sur la coupure au moment de la fermeture des contacts du disjoncteur, les organes fixes de la coupure étant liés à deux barres isolantes fixes, diamétralement opposées et les organes mobiles étant liés à deux tirants isolants mobiles longitudinalement, diamétralement opposés et décalés de 900 par rapport aux barres fixes.Circuit breaker for very high voltage shielded substation
The present invention relates to a circuit breaker for a very high voltage shielded substation, in a metal casing filled with compressed insulating gas comprising, in phase, at least two cut-off elements, and comprising a resistor and a device for inserting the resistor in parallel on the cut-off. at the time of closing of the circuit breaker contacts, the fixed cut-off members being linked to two fixed insulating bars, diametrically opposed and the mobile members being linked to two insulating tie rods movable longitudinally, diametrically opposite and offset by 900 relative to the fixed bars .
Les disjoncteurs avec insertion d'une résistance à la fermeture sont utilisés en très haute tension ctest-à-dire à des tensions supérieures ou égales à 345 kV. De tels disjoncteurs comportent souvent plusieurs éléments de coupure en série, les parties mobiles de ces éléments de coupure sont liées mécaniquement entre elles par un dispositif mécanique, par exemple par des tirants isolants et les parties fixes sont elles-mêmes reliées entre elles par des barres longitudinales isolantes. Circuit breakers with insertion of a closing resistance are used at very high voltage, that is to say at voltages greater than or equal to 345 kV. Such circuit breakers often include several breaking elements in series, the moving parts of these breaking elements are mechanically linked together by a mechanical device, for example by insulating tie rods and the fixed parts are themselves connected together by bars. longitudinal insulators.
Les éléments de coupure sont shuntés par des condensateurs de répartition de la tension.The breaking elements are shunted by voltage distribution capacitors.
Dans les disjoncteurs comportant une enveloppe métallique renfermant un gaz isolant comprimé, et comprenant une résistance à la fermeture, cette résistance est située dans une seconde enveloppe métallique reliée à l'enveloppe principale par des raccords métalliques étanches. In circuit breakers comprising a metal casing containing a compressed insulating gas, and comprising a closing resistance, this resistance is located in a second metal casing connected to the main casing by waterproof metal fittings.
Cette solution est encombrante et onéreuse.This solution is bulky and expensive.
La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient et a pour objet un disjoncteur pour poste blindé à très haute tension, sous enveloppe métallique remplie de gaz isolant comprimé comportant par phase au moins deux éléments de coupure, chaque coupure comprenant une résistance et un dispositif d'insertion de la résistance en parallèle sur la coupure au moment de la fermeture des contacts du disjoncteur, les organes fixes de la coupure étant liés à deux barres fixes, diamétralement opposées et les organes mobiles étant liés à deux tirants, mobiles longitudinalement, diamétralement opposés et décalés de 900 par rapport aux barres fixes, caractérisé en ce que ladite résistance et son dispositif d'insertion sont logés longitudinalement entre une barre fixe et un tirant mobile, la résistance étant liée à ladite barre et les parties mobiles du dispositif d'insertion étant reliées audit tirant mobile. The object of the present invention is to overcome this drawback and relates to a circuit breaker for a very high voltage shielded substation, in a metal casing filled with compressed insulating gas comprising, per phase, at least two breaking elements, each breaking comprising a resistor and a device. insertion of the resistor in parallel on the cut-off when the circuit breaker contacts are closed, the fixed cut-off members being linked to two fixed bars, diametrically opposite and the mobile members being linked to two tie rods, longitudinally movable, diametrically opposite and offset by 900 relative to the fixed bars, characterized in that the said resistance and its insertion device are housed longitudinally between a fixed bar and a movable tie rod, the resistance being linked to the said bar and the mobile parts of the insertion being connected to said movable tie rod.
Ainsi selon l'invention, il nty a plus qu'une seule enveloppe métallique. Thus according to the invention, there is more than a single metal casing.
Selon une réalisation particulière, le disjoncteur comporte un Jeu de résistances par élément de coupure, ces résistances étant de faible diamètre et de ce fait de longueur supérieure à la longueur d'un élément de coupure, le Jeu de résistances et son dispositif d'insertion d'un élément de coupure est placé à 1800 du Jeu de résistance associé à l'élément de coupure voisin. According to a particular embodiment, the circuit breaker comprises a set of resistors per cut-off element, these resistors being of small diameter and therefore of length greater than the length of a cut-off element, the set of resistors and its insertion device. of a cut-off element is placed at 1800 of the Resistance clearance associated with the neighboring cut-off element.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une dite résistance est constituée de deux demi-résistances de faible diamètre, disposées dans le prolongement l'une de l'autre à faible distance, le dispositif d'insertion comportant deux contacts reliés respectivement à l'une et à l'autre des deux demi-résistances et assurant en position de fermeture desdits contacts la continuité électrique des deux demi-résistances, lesdits contacts du dispositif d'insertion étant situés sensiblement au droit de l'élément de coupure correspondant. According to another characteristic of the invention, a said resistor consists of two half-resistors of small diameter, arranged in the extension of one another at a short distance, the insertion device comprising two contacts connected respectively to the one and the other of the two half-resistors and ensuring in the closed position of said contacts the electrical continuity of the two half-resistors, said contacts of the insertion device being located substantially in line with the corresponding breaking element.
Selon une autre réalisation particulière un deuxième jeu de résistances et de dispositif d'insertion est placé parallèlement au premier jeu et décalé angulairement de 900 afin d'assurer une fermeture en trois temps, fermeture sur le premier Jeu de résistance, puis sur l'ensemble des résistances des premier et second jeux, enfin shuntage des résistances. According to another particular embodiment, a second set of resistors and of insertion device is placed parallel to the first set and angularly offset by 900 in order to ensure closing in three stages, closing on the first resistance set, then on the assembly. resistors of the first and second games, finally shunting of the resistors.
Selon une réalisation particulière, un dit dispositif d'insertion est placé parallèlement à côté de la résistance correspondante à côté d'un tirant mobile. According to a particular embodiment, a said insertion device is placed parallel to the side of the corresponding resistor next to a movable tie rod.
Selon une variante, le dispositif d'insertion est disposé coaxialement à la résistance correspondante. According to a variant, the insertion device is arranged coaxially with the corresponding resistance.
L'invention sera bien comprise à la lumière de la description d'un exemple de réalisation de l'invention faite ci-après en regard du dessin annexé dans lequel
La figure 1 montre en coupe longitudinale selon la ligne I-I de la figure 2 un disjoncteur selon l'invention.The invention will be clearly understood in the light of the description of an exemplary embodiment of the invention given below with reference to the appended drawing in which
Figure 1 shows in longitudinal section along line II of Figure 2 a circuit breaker according to the invention.
La figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 1, l'enveloppe métallique extérieure ayant été retirée. Figure 2 is a section on II-II of Figure 1, the outer metal casing having been removed.
La figure 3 montre en vue agrandie, selon la flèche F de la figure 2, une résistance à la fermeture, avec son dispositif d'insertion. Figure 3 shows in enlarged view, along arrow F of Figure 2, a resistance to closure, with its insertion device.
La figure 4 montre une variante de la figure 3. Figure 4 shows a variant of Figure 3.
En se reportant aux figures 1 et 2, qui représentent un disjoncteur à enveloppe métallique rempli d'hexafluorure de soufre comprimé, on voit l'enveloppe 1, qui n'a pas été représentée sur la figure 2. Sur cette enveloppe est réalisée un piquage 2 pour une liaison avec une autre partie du poste. La partie active du disjoncteur est placée dans l'axe de l'enveloppe et est maintenue par des isolants non représentés. Referring to Figures 1 and 2, which show a circuit breaker with a metal casing filled with compressed sulfur hexafluoride, we see the casing 1, which has not been shown in Figure 2. On this casing is made a tapping 2 for a connection with another part of the station. The active part of the circuit breaker is placed in the axis of the enclosure and is maintained by insulators not shown.
Cette partie active est constituée d'éléments fixes et d'éléments mobiles. Dans les figures 1 et 2, on a représenté un disjoncteur à trois
L coupures en série dont deux sont représentées completement et la troisième la plus à droite n'est représentée qu'en partie.This active part consists of fixed elements and mobile elements. In Figures 1 and 2, a three-circuit breaker is shown
L series clippings, two of which are shown completely and the third furthest to the right is only partially represented.
Les éléments fixes sont reliés à deux barres fixes isolantes diamétralement opposées 3 et 4 et les éléments mobiles sont reliés à deux tirants isolants diamétralement opposés 5 et 6. Les tirants 5 et 6 sont disposés à 900 des barres 3 et 4. Des capots déflecteurs 7 sont disposés autour de l'ensemble des parties actives et sont reliés aux barres fixes 3 et 4. Le disjoncteur comporte pour chacune de ses trois coupures une résistance R connectée en parallèle sur les contacts principaux de la coupure et destinée à être insérée au moment de la fermeture du disjoncteur avant la fermeture des contacts principaux.Selon l'invention, cette résistance R, en deux parties 8a et 8b est de faible diamètre et plus longue qu'un élément de coupure et est logée à l'intérieur de l'enveloppe métallique 1 et située comme on le voit bien sur la figure 2 entre un tirant mobile 5 et une barre fixe 4. The fixed elements are connected to two diametrically opposite insulating fixed bars 3 and 4 and the mobile elements are connected to two diametrically opposite insulating tie rods 5 and 6. The tie rods 5 and 6 are arranged 900 of the bars 3 and 4. Deflector covers 7 are arranged around all of the active parts and are connected to the fixed bars 3 and 4. The circuit breaker includes, for each of its three cutouts, a resistor R connected in parallel to the main contacts of the cutout and intended to be inserted at the time of the closing of the circuit breaker before the closing of the main contacts. According to the invention, this resistor R, in two parts 8a and 8b is of small diameter and longer than a breaking element and is housed inside the casing metal 1 and located as can be seen in FIG. 2 between a movable tie rod 5 and a fixed bar 4.
D'une coupure à la suivante, la résistance R correspondante est alternativement diamétralement opposée. On voit en effet sur la figure 2 que pour la première coupure, celle du bas coupure inférieure sur la figure 1, la résistance R, en deux parties 8a et 8b est située en bas sur figure 2 alors que pour la coupure centrale, elle est disposée en haut 8'a, 8'b puis en bas 8"a, 8"b pour la coupure supérieure. Ces demirésistances 8a et 8b, 8'a, 8'b, 8"a, 8"b sont reliées selon le cas soit à la barre fixe 3 soit à la barre fixe 4 via les contacts fixes 10. From one cut to the next, the corresponding resistance R is alternately diametrically opposite. It can be seen in FIG. 2 that for the first cut, that of the lower lower cut in FIG. 1, the resistance R, in two parts 8a and 8b is located at the bottom in FIG. 2 whereas for the central cut, it is arranged at the top 8'a, 8'b then at the bottom 8 "a, 8" b for the upper cut. These half-resistors 8a and 8b, 8'a, 8'b, 8 "a, 8" b are connected, as appropriate, either to the fixed bar 3 or to the fixed bar 4 via the fixed contacts 10.
Chaque résistance R posséde un dispositif d'insertion qui a pour but d'assurer, au moment de la fermeture du disjoncteur, la continuité électrique de la résistance R c'est-à-dire de relier électriquement la partie 8a à la partie 8b. Le dispositif d'insertion comporte une partie 9a liée à la partie 8a de la résistance R avec un degré de liberté longitudinal et une partie 9b liée radialement à la partie 8b de la résistance R et reliée rigidement au tirant mobile 5 (pour la coupure centrale). Ce dispositif d'insertion 9a, 9b sera décrit plus en détail en référence aux figures 3 et 4.Each resistor R has an insertion device which aims to ensure, when the circuit breaker closes, the electrical continuity of the resistor R, that is to say to electrically connect part 8a to part 8b. The insertion device comprises a part 9a linked to the part 8a of the resistor R with a longitudinal degree of freedom and a part 9b linked radially to the part 8b of the resistor R and rigidly connected to the movable tie rod 5 (for the central cutout ). This insertion device 9a, 9b will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4.
Un porte-contact fixe 10 de chaque coupure est fixé aux barres fixes 3 et 4. Les porte-contacts 10 sont munis à leur extrémité gauche d'une couronne cylindro-conique 11 comportant des évidements 12 permettant le libre passage des gaz et en particulier des gaz ionisés lors de la coupure. L'extrémité de la partie cylindrique de cette couronne porte des doigts de contacts 13 qui cooperent avec un contact mobile 14 lié aux tirants mobiles 5 et 6 par un entratneur 15. Un tube 16 également solidaire de l'entralneur 15 coopere avec un tube coaxial 17 pour former une chambre de soufflage 18. L'extrémité droite du porte-contact fixe 10 porte une tête de piston annulaire 19 muni de joints glissants 20 et 21. A fixed contact holder 10 of each cut is fixed to the fixed bars 3 and 4. The contact holders 10 are provided at their left end with a cylindrical-conical ring 11 having recesses 12 allowing the free passage of gases and in particular ionized gases during cutting. The end of the cylindrical part of this ring carries contact fingers 13 which cooperate with a movable contact 14 linked to the movable tie rods 5 and 6 by a driver 15. A tube 16 also integral with the centralizer 15 cooperates with a coaxial tube 17 to form a blowing chamber 18. The right end of the fixed contact carrier 10 carries an annular piston head 19 provided with sliding seals 20 and 21.
Le tube 17 coulisse dans la tête de piston annulaire 19 et dans une couronne de doigts 22 portés par le porte-contact fixe 10 et il porte à son extrémité droite des doigts pare-étincelles 23 coopérant avec un pare étincelle fixe 24 lié au porte-contact fixe 10. Ce tube 17 est solidaire du tube 16, par exemple par des bras tels que 60. Le tube 16 peut coulisser autour de la tête de piston annulaire 19. Une buse isolante 26 solidaire du contact mobile 14 enserre la tige pare-étincelles 24, en position fermée.The tube 17 slides in the annular piston head 19 and in a ring of fingers 22 carried by the fixed contact carrier 10 and it carries at its right end spark arrester fingers 23 cooperating with a fixed spark arrester 24 linked to the holder fixed contact 10. This tube 17 is secured to the tube 16, for example by arms such as 60. The tube 16 can slide around the annular piston head 19. An insulating nozzle 26 secured to the movable contact 14 encloses the barrier rod sparks 24, in the closed position.
La figure 3 montre en vue agrandie suivant la flèche F de la figure 2 une résistance à la fermeture R en deux parties 8a et 8b. Figure 3 shows in enlarged view along arrow F of Figure 2 resistance to closing R in two parts 8a and 8b.
Les deux parties 8a et 8b des résistances R sont reliées rigidement aux portes-contacts fixes 10 par des bras 70 et 71. La partie 9b du dispositif d'insertion de la résistance R est reliée par un bras 27 à l'entraineur 15 lié aux tirants mobiles 5 et 6. The two parts 8a and 8b of the resistors R are rigidly connected to the fixed contact carriers 10 by arms 70 and 71. The part 9b of the device for inserting the resistance R is connected by an arm 27 to the driver 15 linked to the movable tie rods 5 and 6.
La résistance R est constituée dans ses deux parties 8a et 8b de disques 28 empilés dans une enveloppe isolante 29 terminée aux extré- mités par des capots 30 et 31, arrondis pour des raisons diélectriques. The resistor R consists in its two parts 8a and 8b of discs 28 stacked in an insulating envelope 29 terminated at the ends by covers 30 and 31, rounded for dielectric reasons.
Un ressort 32 maintient serrés les disques pour assurer un bon contact entre eux, une tresse 33 relie le capot 30 à une plaque 34 qui sert de contact avec le premier disque.A spring 32 keeps the discs tight to ensure good contact between them, a braid 33 connects the cover 30 to a plate 34 which serves as contact with the first disc.
La partie 8b de la résistance R est munie d'un porte-contact 35 laissant un passage cylindrique muni de points de contacts 36 tels que des doigts, contacts à ressorts etc Une bague de guidage 37 est fixée sur l'enveloppe 29. The part 8b of the resistor R is provided with a contact carrier 35 leaving a cylindrical passage provided with contact points 36 such as fingers, spring contacts etc. A guide ring 37 is fixed on the casing 29.
La partie mobile 9b du dispositif d'insertion comprend un tube de contact 38 terminé par un embout arrondi 39 et une bielle isolant.e 40 qui coulisse dans la bague de guidage 37. The movable part 9b of the insertion device comprises a contact tube 38 terminated by a rounded end piece 39 and an insulating rod 40 which slides in the guide ring 37.
La partie 9a du dispositif d'insertion comporte un contact tubulaire 41 terminé par un embout arrondi 42. Ce contact peut coulisser dans un porte-contact 43 muni de points de contacts 44. Le contact tubulaire 41 se prolonge par une tige isolante 45 puis par un premier piston 46 coopérant avec un ressort de rappel 47 et un cylindre 48. Ce premier piston 46 est prolongé par une tige 49 puis par un second piston 50 coopérant avec un cylindre 51. Part 9a of the insertion device comprises a tubular contact 41 terminated by a rounded end piece 42. This contact can slide in a contact carrier 43 provided with contact points 44. The tubular contact 41 is extended by an insulating rod 45 then by a first piston 46 cooperating with a return spring 47 and a cylinder 48. This first piston 46 is extended by a rod 49 then by a second piston 50 cooperating with a cylinder 51.
Lorsque le disjoncteur est ouvert, le dispositif d'insertion en deux parties 9a et 9b se trouve dans l'état représenté sur cette figure 3. A la fermeture du disjoncteur, l'équipage 9b est entraine vers la droite par le tirant 6 (pour la première coupure à partir de la gauche) par l'intermédiaire du bras 27, le contact 39 vient prendre appui contre le contact 42 établissant ainsi le courant et l'équipage 9a est repoussé vers la droite comprimant ainsi le ressort de rappel 47, le piston 46 pénétrant dans le cylindre 48, le contact principal 23/24 se ferme alors shuntant la résistance. When the circuit breaker is open, the two-part insertion device 9a and 9b is in the state shown in this figure 3. When the circuit breaker is closed, the crew 9b is driven to the right by the tie rod 6 (for the first cut from the left) via the arm 27, the contact 39 comes to bear against the contact 42 thus establishing the current and the crew 9a is pushed to the right thus compressing the return spring 47, the piston 46 penetrating the cylinder 48, the main contact 23/24 closes, bypassing the resistance.
A l'ouverture du disjoncteur, le ressort 46 repousse l'équipage 9a vers la gauche mais la double action du piston 46 avec le cylindre 48 réalisant une chambre en dépression et du piston 50 avec le cylindre 51 réalisant une chambre de compression retarde l'avance de l'équipage 9a si bien que dès le recul du contact 39, la séparation des contacts 39 et 42 est réalisée de telle sorte que la résistance n'est pas connectée à l'ouverture du disjoncteur obtenue par la séparation des contacts 23 et 24. When the circuit breaker opens, the spring 46 pushes the crew 9a to the left but the double action of the piston 46 with the cylinder 48 providing a vacuum chamber and of the piston 50 with the cylinder 51 providing a compression chamber delays the advance of the crew 9a so that as soon as the contact 39 recedes, the separation of the contacts 39 and 42 is carried out so that the resistor is not connected to the opening of the circuit breaker obtained by the separation of the contacts 23 and 24.
La figure 4 montre une variante dans laquelle le dispositif d'insertion de la résistance R est coaxial aux deux parties 8a et 8b. Dans cette variante, le bras 27 entrasse une enveloppe isolante coaxiale 52 qui se termine par un contact arrondi 53 relié aux disques 28 de la résistance par une tresse 54. De l'autre côté, la partie 8a est recouverte par une enveloppe isolante 55 qui se termine par un contact arrondi 56. FIG. 4 shows a variant in which the device for inserting the resistor R is coaxial with the two parts 8a and 8b. In this variant, the arm 27 collects a coaxial insulating envelope 52 which ends in a rounded contact 53 connected to the disks 28 of the resistor by a braid 54. On the other side, the part 8a is covered by an insulating envelope 55 which ends with a rounded contact 56.
La continuité électrique entre le contact 56 et les disques 28 est réalisée par une pièce 57 liée aux disques 28 et portant sur son pourtour des contacts glissants 58. Un piston 59 et une cuvette 61 réalisée dans la pièce 57 jouent le rôle d'amortissement en fin de fermeture et de retardement du retour du contact 56 au moment de l'ouverture. Un ressort de rappel et de pression 62 est interposé entre le contact 56 et la pièce 57. The electrical continuity between the contact 56 and the discs 28 is produced by a part 57 linked to the discs 28 and carrying on its periphery sliding contacts 58. A piston 59 and a bowl 61 produced in the part 57 play the role of damping in end of closing and delaying the return of contact 56 at the time of opening. A return and pressure spring 62 is interposed between the contact 56 and the part 57.
Comme on le voit sur la figure 1, les contacts du dispositif d'insertion de la résistance R en deux parties sont situés à peu près au droit des contacts 13, 14 du disjoncteur. As can be seen in FIG. 1, the contacts of the device for inserting the resistor R into two parts are situated approximately to the right of the contacts 13, 14 of the circuit breaker.
Au moment de l'ouverture, les premiers contacts à se séparer sont ceux du dispositif d'insertion 39, 42 (ou 53, 56) puis les contacts principaux de la coupure 13,14 et enfin la séparation des contacts de pare-étincelles 23, du pare-étincelles fixe 24. A la fermeture par contre, grâce au ressort de rappel 47 (ou 62), ce sont les contacts 39, 42 (ou 53, 56) du dispositif d'insertion qui viennent les premiers en contact. At the time of opening, the first contacts to separate are those of the insertion device 39, 42 (or 53, 56) then the main contacts of the cut-off 13, 14 and finally the separation of the spark arrester contacts 23 , of the fixed spark arrester 24. On the other hand, by closing, thanks to the return spring 47 (or 62), it is the contacts 39, 42 (or 53, 56) of the insertion device which come first into contact.
On peut prévoir deux jeux de résistances pour chaque coupure, le second jeu étant connecté en parallèle sur le premier mais sur le dispositif d'insertion du deuxième jeu, la distance en position d'ouverture entre 39 et 42 (ou 53 et 56) est plus grande que sur le dispositif d'insertion du premier jeu. Ainsi lors de la fermeture, on a alors une première insertion du premier jeu de résistances, puis du second quelques millisecondes plus tard et enfin le shuntage des résistances par le contact des pare-étincelles. Dans ce second cas, le second jeu de résistance, est disposé comme le premier jeu mais il est décalé de 900, il est placé dans les zones représentées en 72 et 73 sur la figure 2. L'insertion en trois temps des deux jeux de résistance permet de réduire les surtensions à la fermeture à un niveau plus bas qu'avec un seul jeu de résistance. We can provide two sets of resistors for each cut, the second set being connected in parallel on the first but on the insertion device of the second set, the distance in the open position between 39 and 42 (or 53 and 56) is larger than on the insertion device of the first set. Thus when closing, there is then a first insertion of the first set of resistors, then of the second a few milliseconds later and finally the shunting of the resistors by the contact of the shields Sparks. In this second case, the second set of resistance, is arranged like the first set but it is offset by 900, it is placed in the zones represented at 72 and 73 in FIG. 2. The insertion in three stages of the two sets of resistance reduces overvoltage on closing to a lower level than with a single set of resistance.
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Also Published As
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|---|---|
| FR2515417B1 (en) | 1984-12-28 |
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