Brevet FR2309028A1 — publié le 19761119

L'invention, due à la collaboration de Messieurs Jean-Yves BERTHONNIER et Roger BOLONGEAT-MOBLEU, est relative à un mécanisme de commande du contact mobile d'une chambre auxiliaire d'insertion d'une résistance, associée à une chambre de coupure principale d'un disjoncteur à haute tension comprenant une chaîne cinématique reliant mécaniquement le contact mobile auxiliaire au contact mobile principal pour dériver la commande du contact auxiliaire de la commande du contact principal, ladite channe cinématique incluant une liaison téléscopique à deux éléments, mobile l'un par rapport à l'autre, un premier élément mécaniquement solidaire du contact principal et un deuxième élément mécaniquement solidaire entre lesdits éléments du contact auxiliaire, un mouvement relatif introduisant un mouvement différentiel du contact principal et du contact auxiliaire, approprié à l'insertion de ladite résistance, ledit mouvement relatif étant piloté par un dispositif d'accrochage commandé par le déplacement du contact principal. Dans un mécanisme de commande du genre mentionné pour chambres auxiliaires d'insertion de résistance à l'ouverture ou à la fermeture du disjoncteur, le dispositif d'accrochage ou d'encliquetage comporte un cliquet articulé sur un axe fixe sur lequel est monté un ressort de torsion maintenant ledit cliquet en position active. La tige d'actionnement du contact mobile auxiliaire est munie d'une butée coopérant au bout d'une course déterminée avec le cliquet présentant un profil de came, de manière à soulever le cliquet et libérer le contact mobile auxiliaire. Le maintien du cliquet en position active par l'intermédiaire d'un ressort de torsion n'assure pas une fiabilité de fonctionnement suffisante; tout déphasage dans le cycle de commande pouvant entraîner la destruction du disjoncteur.L'utilisation d'éléments additionnels de verrouillage est incompatible avec l'encombrement autorisé par les chambres auxiliaires. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de permettre la réalisation d'un mécanisme de commande particulièrement simple et fiable dont l'encombrement est compatible avec celui des chambres auxiliaires. Le dispositif de commande selon l'invention est caractérisé par le fait que ledit mécanisme comporte de plus un moyen de verrouillage positif dudit dispositif d'accrochage, incorporé à ladite liaison téléscopique pour empêcher tout déverrouillage intempestif, ledit moyen de verrouillage étant actionné par ledit premier élément de manière à engendrer un déverrouillage lorsque le premier élément atteint une position précise prédéterminée. Le dispositif d'accrochage ou d'encliquetage comporte au moins un cliquet monté à rotation sur un axe, et susceptible d'être verrouillé positivement par un verrou en position active de ce dernier, le nez du cliquet pénétrant dans une encoche ménagée dans le contact mobile auxiliaire. Dans le mode de mise en oeuvre préféré, le dispositif d'encliquetage comprend deux cliquets pivotants disposés en V, et maintenus en position d'écartement maximal par engagement dudit verrou à l'intérieur de l'ouverture en V. Les cliquets sont avantageusement articulés sur un axe commun et écartés l'un de l'autre par un ressort coopérant avec ledit verrou. Ce dispositif d'encliquetage à action temporisée affecte la transmission cinématique reliant le contact mobile auxiliaire à la commande principale, pour le réglage des temps d'insertion des résistances à la fermeture et/ou à l'ouverture du disjonc- teur. Selon un développement de l'invention, le mécanisme de commande, utilisé pour l'insertion d'une résistance à la fermeture, constitue un ensemble monobloc pendant la course de fermeture, le déplacement poursuivi de la tringle d'actionnement ou premier élément provoquant le retrait du verrou et la rupture de la transmission, le dispositif d'encliquetage s'ouvrant sous l'action du ressort de rappel associé au contact mobile auxiliaire. L'axe du dispositif d'encliquetage est avantageusement solidaire de la tringle de commande creuse à l'intérieur de laquelle est incorporé le verrou avec interposition d'un ressort de compression. Selon une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle l'insertion de la résistance intervient à l'ouverture du disjoncteur, ladite liaison téléscopique est unidirectionnelle et active dans le sens de fermeture du contact auxiliaire pour fermer les contacts principal et auxiliaire conjointement, ledit dispositif d'accrochage étant agencé pour retenir ledit deuxième élément en position de fermeture du contact auxiliaire pendant la course dudit premier élément correspondant à l'ouverture du contact principal. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre dé l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation de la cinématique de commande selon l'invention, des contacts mobiles d'un module à deux chambres de coupure principales associées à deux chambres auxiliaires; les figures 2a, 2b, 2c sont des vues schématiques à échelle agrandie de la commande du contact mobile d'une chambre auxiliaire d'insertion de résistance à la fermeture, illustrée à la figure 1, à différents stades de fonctionnement;; les figures Da, 3b, 3c représentent des vues schématiques selon différents stades de fonctionnement d'une variante de mise en oeuvre de la commande pour chambre auxiliaire à résistance d'ouverture. Selon la figure 1, un isolateur support 10 porte à sa partie supérieure deux chambres de coupure 12, 14 principales disposées d'une manière bien connue en V et assujetties à un carter 16 intermédiaire. Les chambres 12, 14 sont identiques et comporte chacune une enceinte étanche remplie d'hexafluorure de soufre, dont sort une tringle de commande respectivement 18, 20, actionnant ltéquipage mobile principal (non représenté). Les extrémités des tringles de commande 18, 20 sont liées mécaniquement par des biellettes articulées 22, 24 à un mécanisme de commande 26 agencé dans le carter 16 et piloté par une tige de commande 28 qui s'étend à travers l'isolateur 10 creux jusqu'au voisinage du sol dans la zone à potentiel voisin ou égal à celui de la terre. A chaque chambre de coupure 12, 14 est associée une chambre auxiliaire 50, 32 dont la fermeture permet l'insertion d'une résistance 34 qui shunte les contacts de la chambre de coupure 12, 14 associée, à l'enclenchement du disjoncteur. L'actionnement des contacts mobiles des chambres auxiliaires 30, 32 est effectué par une transmission cinématique désigné par le repère général 36, piloté par une tringle 38, 41 reliée au mécanisme de commande 26. La résistance 34 est incorporée à l'intérieur de chaque chambre auxiliaire 30, 32 et porte à l'une de ses extrémités le contact fixe auxiliaire 39 coopérant avec le contact mobile conjugué 40, l'autre extrémité étant connectée au contact fixe principal (non représenté) par un conducteur 42.L'enclenchement du disjoncteur est commandé par un déplacement vers le haut de la tige 28 dans la direction indiquée par la flèche F. Le mécanisme de commande 26 est agencé de telle manière à autoriser simultanément le déplacement des tiligles 18, 20; 38, 41 selon des directions indiquées par les flèches fl et f2 vers la position de fermeture des contacts principaux et auxiliaires associés. Les figures 2a, 2b, 2c illustrent plus particulièrement la transmission cinématique 36 disposée entre le contact mobile auxiliaire 40 de la chambre 30 et le mécanisme de commande 26. La chambre auxiliaire 32 et sa commande sont identiques et ne seront pas décrites dans la suite de l'exposé. La transmission 36 comprend un cliquet 44 à deux branches 46, 48 articulées sur un axe 50 commun et agencé à l'intérieur d'un support 52 creux du contact mobile 40 auxiliaire et l'axe 50 est solidaire de la tringle 38 accouplée au mécanisme de commande 26. Un verrou 54, agencé à l'intérieur de la tringle 38 creuse avec interposition d'un ressort de rappel 56, est muni d'une butée 58 qui stoppe le déplacement poursuivi du verrou 54 suivant la flèche t au-delà d'une course morte. Les branches 46, 48 du cliquet sont écartées l'une de l'autre par le ressort de compression 56 qui maintient le verrou 54 contre les branches en forme de V. Chaque extrémité libre des branches 46, 48 du cliquet 44 comporte un dent de retenue 60, 62 susceptible de s'engager dans des encoches 64, 66 ménagées dans le support 52 du contact mobile 40. Une enveloppe 68 fixe tubulaire entoure l'équipage mobile de la chambre auxiliaire 30, et un ressort de rappel 70 est interposé axialement entre le support 52 et l'enveloppe 68. Le fonctionnement du dispositif selon les figures 2a, 2b, 2c pour l'insertion des résistances lors de la fermeture du disjoncteur est le suivant la figure 2a montre les contacts auxiliaires 39, 40 en position d'ouverture, le disjoncteur étant déclenché. Les branches 46, 48 du cliquet en forme de V à ouverture variable sont verrouillées en position active dans les encoches 64, 66 par le verrou 54 introduit à l'intérieur de l'ouverture en V.La distance ttln entre la butée 58 et l'enveloppe 68 correspond à la course morte durant laquelle la tringle 38 entratne le verrou 54 dans son déplacement selon la direction de la flèche f2. La distance de séparation "d" entre les contacts auxiliaires 39, 40 est réglée à une cote déterminée autorisant une fermeture des contacts auxiliaires 39, 40 et l'insertion de la résistance 34 avant l'enclenchement des contacts de la chambre principale associée.L'enclenchement est commandé par un déplacement vers le haut de la tige 28 qui actionne simultanément, par l'intermédiaire du mécanisme de commande 26, la tringle 38 dans la direction indiquée par la flèche f2. La tringle 38 entrain le contact mobile 40 auxiliaire à l'encontre de son ressort de rappel 70 et par l'intermédiaire du cliquet 44 en position active durant toute la course "1". La figure 2b montre la fermeture des contacts 39, 40 de la chambre auxiliaire et la venue en contact au bout de la course "1" de la butée 58 avec un épaulement de l'enveloppe 68 fixe, le cliquet 44 restant toujours en position active verrouillée. La résistance 34 est connectée dans le circuit auxiliaire durant un temps d'insertion déterminé avant la fermeture des contacts principaux. Le déplacement poursuivi de la tringle dans la direction de la flèche f2 entrain le cliquet 44, mais le verrou 54 reste immobile par blocage de la butée 58 en appui sur l'enve- loppe 68. Les branches du cliquet 44 ne sont plus verrouillées positivement par le verrou 54 et s'effacent alors sous l'action de la détente du ressort de rappel 70 du contact mobile 40. La figure 2c représente.l1ouverture de la chambre auxiliaire 30 quelques instants après l'enclenchement des contacts principaux du disjoncteur. Le déverrouillage du cliquet 44 en position inactive a provoqué la rupture de la transmission cinématique 36. Lors d'une manoeuvre de déclenchement par actionnement de la tige 28 vers le bas, le cliquet 44 et la tringle 38 reviennent dans la position de la figure 2a. Au voisinage des encoches 64, 66, les branches 46, 48 du cliquet s'écartement sous 1 t influence du ressort de compression 56 coopérant avec le verrou 54 qui les maintient en position de blocage. Le dispositif est alors prêt pour une nouvelle manoeuvre de fermeture. Les figures 3a, 3b, 3c sont une variante de réalisation de la transmission cinématique selon l'invention, adaptée à une chambre auxiliaire à résistance d'ouverture. Les mêmes repères seront employés pour désigner des pièces analogues ou identiques à celles représentées aux figures 2a, 2b, 2c et pour des raisons de clarté de l'exposé, ces pièces ne seront plus décrites en détail par la suite. Le verrou du cliquet 44 comporte un tube 80 disposé coaxialement autour de la tringle de commande 82 accouplée au mécanisme de commande 26. La tringle 82 est munie d'une goupille 84 guidée dans des lumières axiales 86, 88 ménagées dans le tube 80. La longueur de ces lumières correspond à une course morte fonction du temps d'insertion de la résistance 34 après la manoeuvre de déclenchement de la tige 28 du disjoncteur. L'axe 50 du cliquet est solidaire dtune paroi 90 fixe agencée de telle manière à définir un volume 92 pistonnable avec l'intérieur du support 52 creux. Ce volume 92 communique avec le contact mobile auxiliaire 94 de forme tubulaire et un ressort de rappel 96 est interposé entre le verrou 80 et l'enveloppe 68. Le fonctionnement du dispositif selon les figures 3a, 3b, 3c est le suivant La figure 3a représente le dispositif en position déclenchée. La goupille 84 est en appui sur le support 52 du contact mobile auxiliaire 94, le cliquet 44 est en position inactive et le volume pistonnable 92 a une valeur minimum. Lors de l'enclenche- ment du disjoncteur, la goupille 84 solidaire de la tringle 82 entraîne le contact mobile auxiliaire 94 jusqu'à sa venue en contact avec le contact fixe 39. La fermeture des contacts auxiliaires 39, 94 s'établit après celle des contacts principaux associés, et la résistance reste insérée dans le circuit en position de fermeture du disjoncteur.La figure 3b montre le dispositif en position enclenchée, et le cliquet 44 est en position active par écartement des branches 46, 48 et engagement des dents de retenue 60, 62 dans les encoches 64, 66. Poussé par le ressort de compression 96, le verrou 80 vient en appui contre les branches du cliquet 44 et assure un verrouillage positif. Le volume pistonnable 92 est alors àsa valeur maximale, et est rempli d'un gaz, notamment de l'hexafluorure de soufre. Lors du déclenchement du disjoncteur (voir figure 3c), la tige de commande 28 est tirée vers le bas entraînant la tringle 82 dans une direction indiquée par la flèche f3. La goupille se déplace librement dans les lumières 86, 88 du verrou 80 qui continue son action de blocage du cliquet en position active et le contact mobile auxiliaire 94 reste alors immobile. Au bout d'un temps déterminé après la séparation des contacts principaux associés, la goupille 84 et la tringle 82 provoquent le retrait du verrou 80 et le déverrouillage du cliquet 44. Le contact mobile auxiliaire 94 est libéré-et va reprendre la position déclenchée de la figure 3a sous l'action de son ressort de rappel 70.Le gaz isolant comprimé dans le volume 92 est chassé dans le contact creux 94 et provoque ri lutesoufflage de l'arc électrique tiré lors de l'ouverture des contacts auxiliaires 94, 39. Le dispositif selon les figures 3a, 3b, 3e pourrait également être utilisé pour la réalisation d'une chambre auxiliaire ayant les deux fonctions de résistance d'ouverture et de fermeture. La distance de séparation des contacts auxiliaires 39, 94 aurait alors une longueur déterminée "d" appropriée à une fermeture préalable des contacts auxiliaires par rapport à celle des contacts principaux associés. L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits et représentés 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 le dispositif d'en encliquetage et le verrou associé seraient agencés à l'extérieur du support du contact mobile auxiliaire. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande du contact mobile d'une chambre auxiliaire d'insertion d'une résistance, associée à une chambre de coupure principale d'un disjoncteur à haute tension comprenant une channe cinématique reliant mécaniquement le contact mobile auxiliaire au contact mobile principal pour dériver la commande du contact auxiliaire de la commande du contact principal, ladite channe cinématique incluant une liaison télescopique à deux éléments, mobile l'un par rapport à l'autre, un premier élément mécaniquement solidaire du contact principal et un deuxième élément mécaniquement solidaire du contact auxiliaire, un mouvement relatif entre lesdits éléments introduisant un mouvement différentiel du contact principal et du contact auxiliaire, approprié à l'insertion de ladite résistance, ledit mouvement relatif étant piloté par un dispositif d'accrochage commandé par le déplacement du contact principal, caractérisé par le fait que ledit mécanisme comporte de plus un moyen de verrouillage positif dudit dispositif d'accrochage, incorporé à ladite liaison télescopique pour empêcher tout déverrouillage intempestif, ledit moyen de verrouillage étant actionné par ledit premier élément de manière à engendrer un déverrouillage lorsque le premier élément atteint une position précise déterminée. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite liaison télescopique présente une symétrie axiale, ledit moyen de verrouillage étant monté coaxialement auxdits éléments et à coulissement axial bidirectionnel pour venir respectivement en une position de verrouillage et de déverrouillage dudit dispositif d'accrochage. 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit dispositif d'accrochage comporte au moins deux cliquets montés symétriquement à pyotement, ledit moyen de verrouillage étant agencé pour solidariser mécaniquement en position de verrouillage lesdits cliquets. 4. Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits cliquets sont montés à pivotement sur un axe coupant l'axe de symétrie de la liaison télescopique et sont maintenus en position écartée d'accrochage par ledit moyen de verrouillage s'intercalant entre les deux cliquets. 5. Mécanisme de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un ressort de rappel solli cite le contact auxiliaire en position d'ouverture, l'insertion de la résistance intervenant à la fermeture du disjoncteur, caractérisé par le fait que ledit accrochage solidarise lesdits éléments de la liaison téléscopique pendant la course de fermeture de façon à transmettre le mouvement de fermeture au contact auxiliaire, l'ensemble formé par lesdits deux éléments, ledit dispositif d'accrochage et ledit moyen de verrouillage en position de verrouillage constituant un ensemble monobloc pendant ladite course de fermeture, un déplacement poursuivi dudit premier élément engendrant un mouvement relatif dudit moyen de verrouillage vers la position de déverrouillage qui brise la liaison entre lesdits deux éléments et autorise un rappel du contact auxiliaire sous l'action dudit ressort en position d'ouverture. 6. Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit mouvement relatif du moyen de verrouillage ré- sulte de la venue en butée de ce dernier contre une butée fixe et d'un mouvement poursuivi desdits deux éléments et dudit dispositif d 'accrochage. 7. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite liaison téléscopique est unidirectionnelle et active dans le sens de fermeture du contact auxiliaire pour fermer les contacts principal et auxiliaire conjointement, ledit dispositif d'accrochage étant agencé pour retenir ledit deuxième élément en position de fermeture du contact auxiliaire pendant la course dudit premier élément correspondant à l'ouverture du contact principal. 8.Mécanisme selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le moyen de verrouillage du dispositif d'accrochage est déplacé en position de déverrouillage par entraînement par ledit premier élément en fin de ladite course d'ouverture. 9. Mécanisme selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend des ressorts sollicitant le dispositif d'accrochage et le moyen de verrouillage en position active pour venir automatiquement en position de retenue dudit deuxième élément lorsque ce dernier vient en position correspondant à une fermeture du contact auxiliaire. 10. Mécanisme selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé par le fait que ledit deuxième élément est agencé en piston ou cylindre d'un dispositif d'autosoufflage de l'arc tiré lors de l'ouverture des contacts auxiliaires.