Brevet FR2346837A1 — publié le 19771028

L'invertion, due à la collaboration de Messieurs Georges BALMAT, Guy COMBET et Michel IMBERT, est relative à un procédé et à un dispositif de détection du degré d'usure des différents pôles d'un disjoncteur électrique à autosoufflage, chaque pôle étant logé à l'intérieur d'une enceinte étanche scellée et comprenant une paire de contacts venant en position de fermeture du disjoncteur en aboutement, une buse de soufflage entourant les contacts et canalisant le gaz de soufflage comprimé par un dispositif à piston - cylindre et une tige de commande desdits contacts traversant dTune manière étanche la paroi de 1 t enceinte et étant reliée à un mécanisme de commande commun aux différents pôles. Les procédés conventionnels consistent à démonter périodiquement le disjoncteur et à examiner l'état des parties actives. Dans le cas de disjoncteurs à enceintes scellées ces examens nécessitent ltouvérture de l'enceinte et bien entendu après la révision un nouveau remplissage et fermeture de l'enceinte, qui peut difficilement être réalisé sur place. Le renvoi en usine des disjoncteurs pose de sérieux problèmes et les constructeurs s'efforcent d'espacer au maximum les révisions, par exemple de une ou plusieurs dizaines d'années. L'usure d'un matériel dépend bien entendu des conditions d'exploitation, mais ne disposant d'aucun moyen de contrôle de la fatigue du matériel, et toutes les pièces vitales étant enfermées dans une enceinte scellée, la fréquence des révisions est fixée en tenant compte des conditions les plus défavorables. Cette incertitude sur l'état de l'appareil et les risques en résultant sont difficilement acceptables par les utilisateurs. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de mettre à la disposition de l'utilisateur un moyen de contrôle du degré d'usure dtun disjoncteur. Elle est basée sur la constatation que dans un disjoncteur du genre mentionné, la capacité de coupure dépend essentiellement de la section de passage des gaz de soufflage, ménagée entre le col de la buse et le contact logé à l'intérieur de la buse. Cette section de passage augmente avec l'érosion du contact et l'érosion de la buse sous l'action des arcs électriques soufflés et il existe une corrélation entre ces érosions, qui peut être déterminée expérimentalement ou par le calcul par le fabricant. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que préalablement à la mise en service du disjoncteur, ladite tige de commande étant désolidarisée dudit mécanisme, les contacts sont amenés en position d'aboutement et qu'au moyen d'un dispositif indicateur, associé à ladite tige, la position de cette dernière est repérée et quten vue d'un contrôle ultérieur de l'état de fonctionnement du pôle, l'opération de désolidarisation de ladite tige de commande du mécanisme de commande et d'amenée des contacts en aboutement est renouvelée et qu'on mesure au moyen dudit dispositif indicateur la variation de la position de la tige par rapport à la position originale repérée. Le procédé inventif permet une mesure directe de l'usure des contacts du disjoncteur, laquelle est représentative du degré d'usure du disjoncteur et constitue une indication valable sur les possibilités de coupure du disjoncteur. Le procédé particulièrement simple peut être réalisé fréquemment par l'utilisateur luimême et des consignes précises permettent la mise hors service d'un disjoncteur usé. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention consiste en un ou plusieurs repères portés sur la tige de commande ou un organe solidaire de cette tige et représentant la position de la tige lors de la venue en aboutement des contacts neufs. Lors d'un contrôle ultérieur ces repères'indiquent une variation de la position de la tige de commande consécutive à l'usure des contacts et donc du disjoncteur. Un deuxième repère peut indiquer la position limite au-delà de laquelle la sécurité de fonctionnement n'est plus assurée. Le contrôle périodique du disjoncteur comporte avantageusement une mesure de la pression du gaz dans 11 enceinte de chaque pôle et le cas échéant un gonflage. La comparaison des mesures effectuées sur les différents pôles du disjoncteur fournit également des renseignements valables. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de I'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un disjoncteur équipé d'un indicksur selon l'invention; la figure 2 est une vue partielle de côté du disjoncteur selon la figure 1. Sur les figures, une enceinte étanche 10 d'un disjonc- teur électrique est confinée par une enveloppe 12 en un matériau isolant synthétique de forme cylindrique, recouvert d'un couvercle 14 formant l'un des fonds de l'enveloppe 12, lequel couvercle 14 est scellé en usine. L'enceinte 10 est remplie d'un gaz électronégatif, notamment d'hexafluorure de soufre sous faible pression, par exemple de 1,5 bars, et une tige rotative 16 traverse la paroi de llenveloppe 12 pour commander à partir de l'extérieur le mécanisme du disjoncteur logé dans l'enceinte 10. Sur l'extrémité interne de la tige de commande 16 est calée une manivelle 18 actionnant par l'intermédiaire d'une biellette 20 un équipage mobile désigné par le repère général 22.Cet équipage mobile comprend une tige de contact 24 portant à son extrémité un contact mobile 26 monté télescopiquement à débattement limité sur la tige de contact 24. Un piston de soufflage 28, porté par la tige de contact 24, coopère avec la paroi interne de l'enveloppe 12 pour comprimer un volume de gaz confiné entre le piston 28 et une cloison intermédiaire 30 fixe laquelle est traversée par la tige de contact 24. Le piston de soufflage 28 porte une buse 32 entourant le contact mobile 26, lequel coopère avec un contact fixe 34 assujetti à un insert 36 traversant la paroi de l'enveloppe 12 et formant une borne de connexion. L'équipage mobile 22 et le contact fixe 34 sont disposés coaxialement dans l'enceinte 10 et les contacts 26, 34 viennent en position de fermeture du disjoncteur en aboutement. Des galets de prise de courant 38 engagent et guident la tige de contact mobile 24. Les galets 38 sont montés dans une cage 40 reliée électriquement à un deuxième insert formant borne de connexion 42. I1 est inutile de décrire plus en détail le mécanisme du disjoncteur qui est bien connu, et il suffit de rappeler que le montage télescopique du contact mobile 26 sur la tige de contact 24 permet une pré compression du gaz de soufflage avant la séparation des contacts 26, 34. La position représentée sur la figure 1 correspond à la fin de la phase de précompression, le contact mobile 26 étant repoussé par un ressort 44 dans la position d'exten- sion maximale préalable à la séparation des contacts 26, 24. Cette position sera appelée par la suite position aboutée des contacts 26, 34. Sur l'extrémité externe de la tige de commande 16 est calée une manivelle 46, reliée à une tringle 48 reliant les différents pôles du disjoncteur à un mécanisme de commande non représenté.La manivelle 46 porte un repère, représenté sous- forme d'index 50, permettant de repérer la position de la manivelle 46 par rapport à l'enveloppe 12. Le contrôle de l'usure du pôle est effectué de la manière suivante En usine, on repère la position de la manivelle 46 correspondant à la position aboutée des contacts, représentée à la figure 1, A cet effet, la manivelle 46 étant déconnectée de la tringle de commande 48, on amène par rotation de la manivelle 46 les contacts 26, 34 én butée, la venue en butée étant détectée manuellement ou par ltétablissement d'un contact électrique entre les contacts 26, 34. L'effort exercé sur la manivelle 46 doit être insuffisant à une compression du ressort 44, la force de ce dernier étant d'ailleurs suffisamment importante pour nettement différencier la position de simple aboutement des contacts 26, 34 de celle d'application avec compression du ressort 44.La position de la manivelle 46 est repérée par un trait 52, porté sur l'enve- loppe 12 en regard de l'index 50. On comprend qu'en fonction de l'usure des contacts 26, 34, représentés en pointillés 54 sur la figure 1, la position de l'équipage mobile correspondant à la position aboutée des contacts 26, 34 est modifiée. La progression de l'usure des contacts 26, 34 peut être facilement contrôlée en amenant périodiquement les contacts 26, 34 en position aboutée par rotation de la manivelle 46 déconnectée de la tringle 48, de la manière décrite ci-dessus. L'index 50 se décale progressivement par rapport au trait 52 et ltécart angulaire permet le calcul, en tenant compte du bras de levier de la manivelle 18, de l'usure des contacts 26, 34.Un deuxième trait 56 peut indiquer la position limite de la manivelle 46 au-delà de laquelle la sécurité de fonctionnement du pôle n1 est plus assurée. Le constructeur peut ainsi donner des consignes de mise hors service d'un pôle dès que la position de la manivelle 46, correspondant à la position aboutée des contacts, dépasse la position repérée par le trait 56. L'opération de contrôle est particulièrement simple et est effectuée pôle par pôle et la comparaison des mesures des différents pôles d'un même disjoncteur permet de déceler une usure accidentelle. L'opération de contrôle peut bien entendu comporter une mesure de la pression interne de l'enceinte 10, d'une manière bien connue en soi. Le degré d'usure des contacts 26, 34 étant parfaitement défini, il est possible de dimensionner ces derniers en conséquence. Le dispositif de contrôle selon l'invention peut bler entendu être appliqué à tout type de disjoncteur, notamment un disJoncteur à commande par une tige coulissante, et les repores peuvent être portés sur tout organe solidaire de l'équipage mobile 22, notamment directement sur la tige de commande 16. L'inventicn n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté au dessin annexé, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection du degré d'usure des différents pôles d'un disjoncteur électrique à autosoufflage, chaque pôle étant logé à l'intérieur d'une enceinte étanche scellée et comprenant une paire de contacts venant en position de fermeture du disjoncteur en aboutement, une buse de soufflage entourant les contacts et canalisant le gaz de soufflage comprimé par un dispositif à piston - cylindre et une tige de commande desdits contacts traversant d'une manière étanche la paroi de l'enceinte et étant reliée à un mécanisme de commande commun aux différents pôles, caractérisé par le fait que préalablement à la mise en service du disjoncteur, ladite tige de commande étant désolidarisée dudit mécanisme, les contacts sont amenés en position d'aboutement et qu'au moyen d'un dispositif indicateur, associé à ladite tige, la position de cette dernière est repérée et, qu'en vue d'un contrôle ultérieur de l'état de fonctionnement du pôle, l'opération de désolidarisation de ladite tige de commande du mécanisme de commande et d'amenée des contacts en aboutement est renouvelée et qu'on mesure au moyen dudit dispositif indicateur la variation de la position de la tige par rapport à la position originale repérée. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qutil comporte un repère de la position relative de la tige de commande par rapport à l'enveloppe de ladite enceinte en position aboutée des contactes, ledit repère étant porté sur chaque pôle avant la mise en service du pôle pour permettre un contrôle de l'usure des contacts sans ouverture de 11 enceinte scellée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un deuxième repère indiquant la position limite de la tige de commande au-delà de laquelle la sécurité de fonctionnement du pôle n'est plus assurée. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, à tige de commande rotative, caractérisé par le fait que la position angulaire de la tige de commande par rapport à l'enveloppe de l'en- ceinte, en position aboutée des contacts est repérée avant la mise en service du pôle pour permettre le contrôle de la variation angulaire de ladite position.