Brevet FR2214958A1 — publié le 19740819

ta présente invention concerne un dispositif pour la fabrication de coupe-circuit haute tension dits "fusibles" sans support en croix ou en étoile et qui comportent des éléments fusibles qui peuvent être constitués soit par des plaquettes qui sont perforées (lamelles), soit par des éléments de section circulaire (fils). tes éléments fusibles des coupe-circuit haute tension classiques sont maintenus par des supports qui sont en forme de croix ou d'étoile de manière que la matière remplissant les coupe-circuit puisse entourer dans toute la mesure du possible les éléments fusibles. La solution idéale serait que ces éléments fusibles soient capables de conserver leur forme sans support, c'est-à-dire qu' ils aient la forme d'hélices axiales. Cependant la mise en oeuvre d'une telle solution ne peut pas, en général, etre réalisée du fait de la nature du matériau de remplissage ainsi que du fait de la forme des éléments fusibles qui ne sont pas auto-porteurs. tu point de vue théorique, des coupe-circuit à fusible sans support interne sont très avantageux et une telle forme est idéale étant donné que la totalité du milieu de remplissage est utilisée pour étouffer l'arc. Au cours des essais effectués pour vérifieur l'eEicacité de coupe-circuit à fusible fabriqués conformément à l'invention, les hypothèses concernant le pouvoir de coupure ont été confirmées tandis que le problème de surtensions a été résolu en mélangeant du sable de quartz de différentes gra nulométries. Des coupe-circuit à fusible haute tension sans support en étoile ont été fabriqués en laboratoire à plusieurs reprises mais aucune des tentatives effectuées pour fabriquer de tels fusibles à l'échelle industrielle n'a abouti du fait que l'assemblage n'était pas solide et qu'il était impossible de contrôler la dis- position des fils à l'intérieur de la cartouche. te dispositif de la présente invention représente, en conséquence, la première solution pratique proposée pour industrialiser la fabrication de coupe-circuit à fusible haute tension sans support interne. tes éléments fusibles du coupe-circuit à fusible haute tension peuvent être soit de section circulaire et se présenter sous forme d'un fil en hélice, soit sous forme d'une lamelle de section rectangulaire, enroulée en hélice. Deux types différents de dispositifs pour la production de coupe-circuit à fusible haute tension sans support interne sont prévus selon les éléments fusibles choisis. Dans les dessins annexés donnés uniquement åtitre d'exemple Fig. 1 représente un dispositif de fabrication de coupecircuit à fusible dans lesquels l'élément fusible est constitué par une bande perforée Fig. 2 représente un dispositif de fabrication de coupe-. circuit à fusible dans lesquels l'élément fusible est un fil. La construction du coupe-circuit à fusible selon l'invention est principalement basée sur l'utilisation de. lamelles perforées, étant donné que le fil ne représente pas la solution la plus appropriée ni pour les fusibles à forte intensité, ni pour les fusibles à grande puissance. Une autre raison qui justifie l' utilisation de lamelles perforées est que l'on ne peut régler la surtension par variation de la section circulaire du fil. Pour former un bobinage en hélice à partir de lamelles ou bandes fusibles dans le coupe-circuit à fusible, on fixe l'extrémité de la lamelle à une bague susceptible de coulisser b l dEn tube mandrin dans lequel est engagé de façon coulissante le tube de sortie d'une trémie avec un manchon déformable en treillis souple tendu entre la bague et l'extrémité du tube de trémie en passant sur l'extrémité du tube mandrin, la bas étant au wicnnge de l'extrémité libre ai tube mn- drin, on fait tourner l'ensemble en faisant remonter labague le long du tube mandrin et en faisant descendre le tube de trémie de manière à amener progressivement le manchon sur la surface extérieure du tube mandrin en meme temps que lton forme l'bée. On place l'hélice,binée sur le manchon autour du tube mandrin, dans le corps du coupe-cirait à fusible et on tasse du sable dans le corps en même temps que 1' on retire sans les faire tourner le manchon et le tube mandrin de l'intérieur du bobinage en hélice. Be dispositif pour la fabrication de coupe-circuit à éléments fusibles en lamelles représenté à la figure 1 comporte une embase 18 munie d'une potence à glissière 27 sur laquelle sont disposées parallèlement une plate-forme 12 portant une trémie 5 une plate-forme 13 portant un arbre 8, une tige ss9 et un moteur électrique 22 avec des entrainements à friction 20, 21, une plate-forme 11 portant une bague 6 dans laquelle coulisse un tube 7 et un levier ou tige de réglage 24 comportant des trous 25 pour régler le niveau de la plate-forme 11 ; et une plate-forme 14 portant un vibreur 23 et un organe de serrage 26 sur lequel peut être montée une cartouche de coupe-circuit i fusble 1. Le vibreur 23 et le moteur électrique 22 sont connectés à une source de courant par ltintermédiaire d rune armoire d interrupteurs 30 comportant des touches de commande 32, 33 , 34 et 35 permettant différentes conditions de fonctionnement. Sur ltembase 18 est également disposé un transporteur 10 ou dispositif d'alimentation pour dérouler les lamelles fusibles des bobines, lesdites lamelles étant raccordées à la bague 6 sur laquelle est fixé un manchon de liaison en treillis ou toile métallique 9 dans lequel pénètre le tube 7, le conduit de la trémie 5 auquel est connectée l'autre extrémité' du manchon en treillis étant logé à l'intérieur du tube 7. Sur la moitié de la longueur de la tige 17, est formé un filet à pas à droite jusqu'au point 19 et sur l'autre moitié de la tige 17 un filet à pas à gauche, chacun desdits filets coopérant respectivement avec la p2ate-forme 12 et la p- forme 11 et une roue dentée axialement mobile 15 est montée sur la tige 17 pour coupler la roue dentée 16 à l'engrenage 36 formé à l'extrémité de l'arbre 8. Le dispositif fonctionne de la façon suivante : la trémie 5 est sortie au maximum et la pla-forme est abaissée au maximum jusqu'au niveau du bord 4 du tube 7. Dans cette'position, le manchon de liaison en treillis 9 est logé à l'intérieur du tube 7. Des extrémités des lamelles fusibles 2 qui sont déroulées des bobines par le dispositif d'alimentation 2 sont fixées sur la bague 6. En mettant en marche le moteur 22, la trémie 5 est déplacée vers le bas et la plate-forme 11 vers le haut ; la trémie 5, le tube 7 et la bague 6 qui sont , en même temps, entrainés en rotation, provoquent de ce fait l'enroulement de la bande en hélice sur le manchon de-liaison en treillis 9 qui est maintenant tiré hora du tube 7 et amené sur la surface extérieure du tube 7. Lorsque l'hélice a été enroulée sur toute la longueur du manchon de Mai- son en treillis 9, le moteur est arrêté. La lamelle est détachée de la bobine et son extrémité est collée à l'extrémité du manchon de liaison en treillis. Ensuite, le vibreur 23 et l'organe de fixation 26 sont écartés et la cartouche 1 du coupe-circuit est enfilée sur le tube 7 et le manchon de liaison en treillis 9. Le vibreur 23 et l'organe de serrage 26 sont ators ramenés en place et la cartouche 1 est immobilisée dana l'organe de serrage, l'extrémité de la lamelle qui était collée à l'organe de liaison 9 ayant été préalablement connectée au fond de la cartouche 1 du coupe-circuit. La trémie 5 est remplie d'une quantité prédéterminée de sable 3 qui est suffisante pour la charge d'un coupe-circuit.La roue dentée 15 est amenée en position haute de sorte qu'elle n'est plus coutre à la roue dentée 16 et ainsi la rotation du dispositif est supprimée. L vibreur 23 est mis en route ainsi que le moteur électrique il et les plats-formes 11 et 14 se déplacent vers le bas tandis que la plas-forme 12 sé déplace vers le haut avec la trémie 5. La trémie 5 extrait le manchon de liaison en treillis 9 et les spires de l'élément fusible s'enfoncent dans le sable dans lequel elles sont enterrées tandis que le sable est tassé. Lorsque la trémie arrive en position haute, le remplissage du coupe circuit est achevé et le coupe-circuit est enlevé et amené à un autre poste pour achever son montage. Pour former les spires de fils fusibles, on fixe l'extré- mité du fil à une extrémité de la cartouche du coupe-circuit, on fait tourner la cartouche en même temps que l'on remplit celle-ci de sable tassé, le fil étant amené en un pont excentré de la cartouche. Pour la première étape, il est nécessaire qu'un espace libre soit prévu pour permettre de tendre manuellement-et de fixer l'hélice à la cartouche, c'est-à-dire un espace de travail et une visibilité suffisante sont nécessaires pour permettre à l' ouvrier de travailler dans une position normale avec les outils voulus. Afin de réaliser des spires d'élément fusible dans la cartouche de coupe-circuit qui a une forme géométrique convenable et pour que ces spires soient suffisamment tendues dans le sable tassé, la rotation de la cartouche du coupe-circuit, 1 'entraine- ment du fil, le remplissage et le tassage du sable sont des paramètres critiques dont dépendent les performances et les résultats obtenus en fonctionnement. La cartouche du coupe-circuit effectue une rotation pour chaque spire de l'hélice et une longueur de fil convenable, déterminée pour former une spire intérieure axiale de diamètre donné, est délivrée par le dispositif d'alimentation. L'entrainement des galets qui entraient le fil est conçu de telle sorte qu'au cours du fonctionnement à vide (retour à la position de départ), lorsque la pBte-forme se déplace vers le bas, ils n'entrainent pas le fil, ce qui signifie qu'il a été nécessai- re de prendre des dispositions telles que le dispositif d'entrai nement des fils soit automatiquement bloqué à ce moment par une roue à cliquet. Techniquement, la question la plus délicate est le problème de l'alimentation en fil et de sa mise en place.lorsqu'un fil d'argent d'un diamètre compris entre 0,08 et O,Zmm doit être introduit à travers un tube de longueur donnée et avec une courbure correspondante résultant du guidage. L'alimentation de façon convenable du fil est résolue en choisissant de façon convenable les galets qui saisissent le fil ainsi que les organes de guidage. Be remplissage en sable est résolu au moyen de la trémie qui est chargée de la quantité de sable suffisante pour remplir un coupe-circuit. Les variations de granulométrie du sable n' ont pas d'effets importants sur la mise en place du sable. Be dispositif de la figure 2 est prévu de façon à remplir toutes les conditions ci-dessus mentionnées de sorte que les élé ment s particuliers de ce dispositif représentent des solutions pratiques à ces conditions particulières. Le bloc situé en-dessous de 1' extrémité inférieure de la cartouche du coupe-circuit renferme les organes particuliers pour transmettre les vibrations du vibreur à cette cartouche et en même temps les organes qui tournent avec la cartouche de coupe-circuit pendant son remplissage. Bes éléments du coupe-circuit en provenance du poste de montage sont préalablement positionnés sur ce bloc. Un accouplement à la rotation entre la cartouche de coupe-circuit et l'organe support rotatif monté sur le bloc est obtenu en insérant l'extrémité filetée de la cartouche du coupe-circuit dans cet organe.La construction du dispositif de la figure 2 est telle que les conditions fondamentales sont remplies en ce qui concerne le remplis- sage de la cartouche du coupe-circuit haute tension avec une disposition hélicoldale du fil fusible, précédemment mentionnée, dans le coupe-circuit, à savoir les fils fusibles sont connectés aux deux extrémités, la cartouche du coupe-circuit est soumise à des vibrations au cours de la rotation, sans transmission des vibrations au bâti du dispositif et au reste du mécanisme ; la cartouche du coupe-circuit est entrainée en rotation dans le sens convenable et à la vitesse convenable ; la cartouche du coupe-circuit est remplie de sable pendant qu'elle est soumise aux vibrations le fil de la bobine est dévidé à une vitesse correspondante par les galets d'entrainement et guidé jusque dans la cartouche du coupe-circuit, les courses et déplacements des éléments sont limités, la cartouche de coupe-circuit remplie est enlevée, le dispositif est ramené en position de départ sans déplacement des fils fusibles et sans vibration. On décrira maintenant i titre d'exemple, la fabrication de coupe-circuit à fusible en fil rond en se référant à la figure 2. 1es engrenages sont montés dans la boitte 18 pour transmettre la rotation du moteur électrique 22, par l'intermédiaire de transmissions à friction, à l'arbre 8 qui transmet cette rotation, par l'intermédiaire de roues dentées 17, 19 à la tige 15 qui porte une pièce de liaison et de guidage 9 et au dispositif d'alimentation en fil à galets d'entrainement 10 et, par l'intermédiaire dg roues dentées 19, 24 à l'arbre 25 qui porte le dispositif le fixation 26 et la cartouche de coupe-circuit 1.Le vibreur 23 est également disposé à l'intérieur de la boite 18 et est connecté, ainsi que le moteur électrique 22, à une armoire d'interrupteurs 30 munie de touches de commande 32, 33, 34, 35 pour permettre différents modes de fonctionnement L'arbre 8 sur lequel est fixée la roue dentée 19 comporte une partie filetée qui permet la commande du déplacement vers le haut et vers le bas de l'écrou 27 et de la pDRe-forme 37 à laquelle est fixé cet écrou et dont le déplacement est limité par des butées 28, 29, La trémie 5 et le tube14d'amensedu fil sont fixés par 1' organe de blocage 7 à la pBte-forme 37. Le dispositif de la figure 2 pour la fabrication de coupe-circuit à fil fusible fonctionne de la façon suivante : la cartouche de coupe-circuit 1 est tout d'abord fixée au moyen de l'organe de fixation 26 en étant insérée dans cet organe ; la trémie 5 est mise en place avec le tube 14 d'amenée du fil de sorte que le fil fusible est fixé au fond de la cartouche du coupe-circuit, puis la trémie est chargée de la quantité correspondante de sable de quartz 3. On met en route le moteur 22 et le vibreur 23 ce qui déclenche le remplissage de la cartouche du coupe-circuit.Pendant la rotation de la cartouche du coupe-circuit, la trémie 5 avec le tube 14 d'amenée du fil se déplacent vers le haut, le dispositif d'alimentation 10 tire le fil de la bobine 13 à travers les guides Il et 12 et le-pousse dans le tube provoquant la mise en hélice du fil dans le sable qui est en menue temps tassé par le vibreur 23. Lorsque le remplissage de la cartouche du coupe-circuit est terminé, le coupe-circuit à fusible est enlevé et, au cours de la course descendante de retour, le dispositif d'alimentation 10 n'entralne pas le fil du fait qu' il est bloqué par l'engrenage à cliquet 16. Après la réalisation du dispositif de remplissage de coupecircuit à haute tension sans support d'âme, on a effectué -le con trôle des divers paramètres particuliers essentiels pour la qualité de la fabrication. Tous les essais ont donné des résultats satisfaisants. REVENDICATIONS 1. Un dispositif pour la fabrication de coupe-circuit haute tension sans croisillon support au moyen d'éléments fusibles constitués par des lamelles perforées caractérisé en ce qu' il comporte un socle muni-d'un dispositif d'alimentation des lamelles et d'une poutre formant glissière sur laquelle sont positionnées parallèlement une première plate-forme portant une trémie, l'extrémité inférieure du tube de ladite trémie étant réunie à un manchon de liaison constitué par un treillis ; une deuxième-plate-forme sur laquelle sont disposés un vibreur et un organe de fixation ; une troisième plete-forme, à une extrémité de laquelle est fixé un levier comportant des trous, permettant le réglage de la hauteur de la troisième piVe-forme, et à l'autre extrémité de laquelle est montée une bague à laquelle est fixée l'autre extrémité du manchon de liaison en treillis à l'intérieur duquel passe un tube, une qutriéme plate-trme qui prte un moteur iecttFe des transmissions variables à friction, un arbre dont l'extrémité forme un pignon denté et une tige portant une roue dentée mobile et dont les extrémités sont filetées, l'une des moitiés de la tige étant filetée à droite et l'autre moitié étant filetée à gauche, le vibreur et le moteur électrique étant connectés à des interrupteurs à bouton-poussoir montés dans une armoire pour permettre différentes conditions de fonctionnement. 2. Un dispositif pour la fabrication de coupe-circuit haute tension sans croisillon support au moyen d'éléments fusibles de section circulaire caractérisé en ce qu'il comporte un arbre d'entrainement muni d'une roue dentée fixée audit arbre pour la transmission de la rotation du moteur électrique, par lintermé- diaire de transmissions variables à friction, à deux arbres parallèles respectivement par-l'intermédiaire de roues dentées montées dans une boitte avec le vibreur. 3. Un dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'arbre d'entrainement dont l'extrémité est filetée déplace une plate-forme vers le haut et le bas au moyen d'un écrou, la trémie à sable étant fixée à une extrémité de ladite p3ate-forme au moyen d'un organe dé blocage tandis qu'à l'autre extrémité de la plate-forme sont prévues des butées d'arret. 4. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que l'un des arbres parallèles porte une roue à cliquet et est accouplé par un organe de liaison coulissant avec le dispositif d'alimentation du fil qui est disposé- à l'ex traité supérieure de la p7Ote-fonne, la bobine d'alimentation en fil, les organes de guidage ct le tube d'amenée du fil étant également disposés sur ladite p1atesorme tandis que le second arbre parallèle porte un organe de fixation pour la cartouche du coupe-circuit. 5. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que le moteur électrique et le vibreur sont connectés à des interrupteurs à bouton poussoir montés dans une armoire d'interrupteurs pour permettre différentes conditions de fonctionnement.