Brevet FR2279215A1 — publié le 19760213

L'invention, due à la collaboration de Messieurs R. CONVERT et R. MURET, est relative à un sectionneur pour fortes intensités, notamment pour le court-circuitage de cellules d'électrolyse, comportant - un dispositif à ponts de contacts mobiles, intercalé entre deux bras de connexion déconnectabies à ladite cellule, - un axe de support sur lequel sont montés à pivotement équilibré indépendant chacun desdits bras de connexion pour venir en une position de saillie latérale de connexion et une position rétractée - et des plateaux d'accouplement desdits bras. Dans les appareillages connus, du genre mentionné, lesdits plateaux sont mobiles en translation sous l'action d'un vérin de commande et jouent le rôle d'organes d'accouplement des deux bras aux plages de connexion des différents dispositifs de contacts du sectionneur. Ces appareillages nécessitent un nombre important de jonctions électriques occasionnant des chutes de tension inacceptables pour un fonctionnement normal lors d'un courtcircuitage d'une cellule d'électrolyse à grande intensité, notamment supérieure à 120 kA. L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et de réaliser un dispositif simplifié à jonctions électriques réduites. Le sectionneur selon l'invention est caractérisé par le fait que ledit dispositif à ponts de contacts comporte une paire de plateaux espacés se faisant face et portant des contacts fixes, l'intervalle entre lesdits plateaux étant susceptible d'être ponté par lesdits ponts de contacts, portés par l'un des plateaux, en position de fermeture du sectionneur, chaque plateau étant assu jetti à llun desdits bras de connexion pour pivoter avec ce dernier sur ledit axe. Chacun des plateaux possède par conséquent un roule double d'accouplement des bras et de support des contacts fixes.Chaque face desdits plateaux, délimitant ledit intervalle, comporte n rangées transversales de contacts fixes, échelonnées le long desdits plateaux à des niveaux déterminés, et formant, en position de fermeture desdits contacts mobiles, n circuits connectés en parallèle par l'intermédiaire desdits plateaux. Selon un développement de l'invention, l'intervalle de séparation des deux plateaux est maintenu constant par une cale intercalée entre lesdits plateaux et par des butées amovibles de calage en translation disposées de part et d'autre des plateaux à l'extérieur dudit intervalle. Selon un autre développement de l'invention, les rangées de contacts disposés à l'un quelconque desdits niveaux sont des contacts pare-étincelles de formes cylindriques, les autres rangées de contacts principaux ayant des formes demi-cylindriques. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif court-circuiteur pour cellule d'électrolyse selon la présente invention, représenté en position d'ouverture; la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan du dispositif de la figure 1. Selon les figures 1 à 3, le court-circuiteur, désigné par le repère général 10, comporte un arbre 12 fixe s'étendant dans un plan longitudinal et assujetti à un châssis de suspension 14 métallique par des tiges supports 16 réglables disposées perpendiculairement à l'arbre 12. Deux paires de galets 18, 20; 22, 24 de roulement, solidaires du châssis 14, permettent le déplacement du court-circuiteur 10 le long d'un profilé 26 métallique, en forme de I, parallèle à l'arbre 12, et son positionnement à proximité d'une cellule d'électrolyse. Deux plateaux 28, 30 polygonaux et parallèles, dont ltun au moins est monté fou sur l'arbre 12, sont espacés le long de ce dernier par un intervalle 32 défini par une douille centrale 34 coaxiale à l'arbre 12.Deux butées 36, 8, goupillées sur l'arbre 12 de part et d'autre de l'intervalle 52, assurent le calage en translation des deux plateaux 28, 30. Le plateau 28 comporte une pluralité de contacts fixes répartis selon quatre rangées 40, 42, 44, 46 transversales disposées à des niveaux déterminés sur la face-interne du plateau 28 délimitant l'intervalle 32. Le plateau 30 est pourvu de trois nervures 48, 50, 52 rectangulaires, parallèles à l'arbre 12 et s'étendant à l'intérieur de l'intervalle 32 en ménageant avec le plateau 28 des interstices de faible épaisseur.Les nervures supérieure 48 et inférieure 52 comportent chacune une rangée transversale 54, 56 de contacts fixes agencés au droit des contacts des rangées adjacentes 46 et 40 du plateau 28, Les faces supérieure et inférieure de la nervure centrale 50 présentent chacune une rangée 58, 60 de contacts fixes coopérant respectivement avec ceux des rangées 44 et 42 du plateau 28. Les contacts fixes conjugués des rangées adjacentes 46, 54; 44, 58; 42, 60; 40, 5t, d'un niveau déterminé, sont disposés à angle droit, de manière à former un berceau dans lequel vient -se loger une pluralité de ponts de contacts mobiles en position de fermeture du court-circuiteur.Les ponts de contacts mobiles sont répartis le long des nervures 48, 50, 52 en quatre colonnes 62, 64, 66, 68 transversales décalées verticalement, les contacts mobiles de chaque colonne étant montés respectivement sur un axe de commande 70, 72, 74, 76 par l'intermédiaire de dispositifs à genouillère. Ces derniers sont d'un type connu, plus particulièrement décrits dans le brevet français NO 1.580.376 de la demanderesse, auquel on se reféréra pour de plus amples détails. Chaque commande à genouillère comporte un premier bras fixé sur l'axe de commande, et un second bras téléscopique pourvu d'un ressort fournissant la pression de contact après passage du point mort, le pont de contact mobile étant monté à pivotement sur l'extrémité du bras téléscopique. Les ponts de contacts mobiles des colonnes intermédiaires 64, 66 et inférieure 68 comportent des galets demi-cylindriques, de préférence pourvus de plaquettes en argent massif brasé, ceux de la colonne supérieure t2, de forme cylindrique, jouant le role de galets pare-étincelles, réglables et amovibles. Lors de l'opération de fermeture du court-circuiteur, le shuntage du circuit pare-étincelles s'effectue avant celui des circuits principaux, et réciproquement lors de l'opération d'ouverture du courtcircuiteur, la séparation des galets pare-étincelles est provoquée postérieurement à celle des contacts principaux, évitant ainsi une usure prématurée de-ces derniers. Des bras doubles 78, 80 équilibrés, en matériau conducteur, formés chacun par deux plages verticales munies de trous 82 appropriés à une circulation d'eau de refroidissement, sont reliés respectivement à des plages 84, 86 des plateaux 30, 28 par des boulons (non représentés). Ces bras 78, 80 sont connectés, après un pivotement approprié sur l'arbre 12, sur les plages de deux cellules consécutives entraînant le court-circuitage de la cellule défectueuse. Les bras 78, 80 et les plateaux conducteurs associés 30, 28 sont isolés de l'arbre fixe 12 par des éiéments isolants 88. Un dispositif de verrouillage (non représenté) maintient les bras dans une position initiale verticale de déconnexion du court-circuiteur, et dans des positions pivotées de 90 degrés de part et d'autre de la position initiale, pour une connexion du court-circuiteur à une cuve d'électrolyse adjacente. Deux vérins 90, 92 pneumatiques, reliés aux axes 70, 72, 74, 76 des ponts de contacts mobiles par une cinématique de commande 94 articulée sur le plateau 30, assurent les manoeuvres de fermeture et d'ouverture du court-circuiteur. Une commande manuelle 96 joue le rôle de commande de secours et un dispositif de signalisation (non représenté) indique la position du court-circuiteur. Lors d'une révision ou d'un entretien du court-circui- teur, le dégoupillage des butées 36, 38 permet l'écartement des plateaux pivotants 28, 30 facilitant le nettoyage des contacts. Le fonctionnement du court-circuiteur pour cellules d'électrolyse à grandes intensités, notamment supérieures à 100 kA, est le suivant En position d'ouverture des contacts et de déconnexion du court-circuiteur représentée à la figure 1, les bras 78, 80 sont situés dans un plan vertical et les dispositifs à genouillère des quatre colonnes 62, 64, 66, 68 de ponts de contacts mobiles sont en position brisee. En vue du court-circuitage d'une cellule d'électrolyse, le court-circuiteur 10 est déplacé par roulement sur le profilé 26 le long de la ligne de cellules jusqu'à la hauteur de la cellule en défaut. Après les opérations manuelles de pivotement des bras 78, 80 sur l'arbre 12 et raccordement de ces derniers sur les plages de la cellule, les vérins 90, 92 commandent les opérations successives de fermeture des contacts pare-étincelles de la colonne 62, puis des contacts principaux des colonnes 64, 66, 68, par ratation des axes 70, 72, 74, 70 dans le sens approprié déterminé par les cinématiques de commande 94. En position de fermeture du court-circuiteur 10, les dispositifs à genouillère des contacts mobiles sont sensiblement à leurs points morts et la mise sous tension des ressorts associés assurent la pression de contacts. L'opération d'ouverture du court-circuiteur s'effectue dans un ordre inverse, les contacts pare-étincelles s'ouvrant alors après la séparation des contacts principaux. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques et électriques, notamment celle dans laquelle on utiliserait un nombre différent de rangées de contacts situées à des niveaux déterminés,, et celle dans laquelle les bras 78, 80 mobiles équilibrés seraient munis de plages horizontales parallèles à l'arbre 12. REVENDICATIONS 1. Sectionneur pour fortes intensités, notamment pour le court-circuitage de cellules d'électrolyse, comportant - un dispositif à ponts de contacts mobiles, intercalés entre deux bras de connexion déconnectables à ladite cellule, - un axe de support sur lequel sont montés à pivotement équilibré indépendant chacun desdits bras de connexion pour venir en une position de saillie latérale de connexion et une position rétractée, - des plateaux d'accouplement desdits bras, caractérisé par le fait que ledit dispositif à ponts de contacts comporte une paire de plateaux espacés se faisant face et portant des contacts fixes, l'intervalle entre lesdits plateaux étant susceptible d'être ponté par lesdits ponts de contacts, portés par l'un des plateaux, en position de fermeture du sectionneur, chaque plateau étant assujetti à l'un desdits bras de connexion pour pivoter avec ce dernier sur ledit axe. 2. Sectionneur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque face desdits plateaux, délimitant ledit intervalle, comporte n rangées transversales de contacts fixes, échelonnées le long desdits plateaux à des niveaux déterminés, et formant, en position de fermeture desdits contacts mobiles, n circuits connectés en parallèle par l'intermédiaire desdits plateaux. 3. Sectionneur selon la revendication ; ou 2, caractérisé par le fait que ledit intervalle est maintenu constant par une cale intercalée entre lesdits plateaux et par des butées amovibles de calage en translation disposées de part et d'autre des plateaux à l'extérieur dudit intervalle. 4. Sectionneur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'une ou plusieurs desdites rangées de contacts, disposées à l'un quelconque desdits niveaux, constituent des contacts pare-étincelles se fermant avant les contacts principaux et s'ouvrant postérieurement aux contacts principaux. 5. Sectionneur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits contacts mobiles pare-étincelles et principaux comportent respectivement des galets cylindriques et demi-cylindriques. 6. Sectionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une cinématique de commande desdits contacts mobiles, actionnée par au moins un vérin, est portée par le plateau de support desdits ponts de contacts mobiles. 7. Sectionneur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit plateau de support est pourvu d'une pluralité de nervures rectangulaires faisant saillie parallèlement audit axe, à l'intérieur dudit intervalle en ménageant avec l'autre plateau des interstices de séparation desdits contacts fixes conjugués d'un me^me niveau. 8. Sectionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les plages de connexion desdits bras sont munies d'ouvertures appropriées à une circulation de fluide de refroidissement.