Brevet FR2419575A1 — publié le 19791005

La présente invention concerne un sectionneur haute tension, et notamment un sectionneur pantographe, avec deux éléments mobiles de contact principal, disposés sur les extrémités du pantographe, et un élément de contact fixé sur la ligne haute tension. Les systèmes de contact des sectionneurs sont généralement dimen sionnés de façon à ne permettre-la fermeture et l'ouverture qu'à vide, c'est-à-dire sans courant. C'est pourquoi aucune disposition n'est prévue sur les sectionneurs pour augmenter le pouvoir de fermeture ou permettre une coupure de courants de charge ou de court-circuit. Il est toutefois apparu depuis peu qu'un certain pouvoir de fermeture et de coupure doit être requis aussi pour des sectionneurs dans des cas particuliers. Il en est par exemple ainsi quand le sectionneur est utilisé pour la fermeture et la coupure d'une longue ligne. Un second cas semblable correspond à l'utilisation du sectionneur pour le branchement et la coupure d'une section de barre omnibus, branchée en parallèle avec une seconde section de barre omnibus parcourue par un courant. Les impédances des sections de barre omnibus parcourues par le courant et devant entre branchees ou coupes étant égales, le pouvoir de fermeture ou de coupure du sectionneur doit correspondre sensiblement à la moitié du courant total. La tension apparaissant entre les contacts, lors de la coupure d'une telle branche en parallèle sur le sectionneur, est égale au produit du courant total par l'impédance de la section de barre omnibus. Elle peut atteindre quelques centaines de volts et produire ainsi un arc pendant le mouvement d'ouverture des contacts du sectionneur. Dans les sectionneurs connus sans équipement particulier pour l'accroissement du pouvoir de coupure, les étincelles de commutation produites dans les cas précités risquent d'encrasser les surfaces de contact. Le courant permanent admissible diminue ainsi dans le temps, par suite de la détérioration des surfaces de contact, argentées dans l'état de livraison. Selon la charge ultérieure, éventuellement de longue durée, la corrosivité de l'atmosphère et la durée de ces actions, de telles surfaces de contact détériorées risquent de présenter une résistance de contact si élevée que les éléments de contact s'oxydent finalement et produisent des perturbations fonctionnelles. L'invention vise à interdire, par des dispositions appropriées, une détérioration des surfaces de contact pour courant permanent par les courants de fermeture et d'ouverture des sectionneurs haute tension. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, des éléments élastiques séparés de contact préparatoire sont disposés en saillie sur un des deux éléments de contact principal, de façon à se fermer avant les éléments de contact principal lors de la fermeture et à s'ouvrir après eux lors de l'ouverture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description detaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure l représente un sectionneur pantographe selon l'art antérieur; la figure 2 représente un premier exemple de réalisation d'un élément de contact préparatoire, en saillie sur l'élément de contact principal; la figure 3 représente un second exemple de réalisation de l'élément de contact préparatoire; la figure 4 représente un élément de contact préparatoire en saillie sur l'élément de contact fixe; la figure 4a est une élévation latérale correspondant à la figure 4; la figure 5 représente une variante avec un élément de contact prepara- toire glissant; la figure 5a représente un'détail agrandi de la figure 5; la figure 6 représente une variante de réalisation de la figure 5; et la figure 7 représente un dispositif de contact muni d'un verrouillage magnétique. Le sectionneur pantographe connu selon figure 1 comprend essentiellement une colonne de porcelaine 1 et un pantographe 2. Des éléments mobiles de contact principal 3a, 3b sont fixés sur les extrémites supérieures du pantographe 2. Ils entourent dans l'état de fermeture un élément de contact fixe 4, fixé sur un cable conducteur 5. La figure 2 est une élévation latérale à plus grande echelle de l'élément de contact orincipal 3a selon l'invention. Une barre élastique 7 droite est disposée devant l'élément de contact principal 3a et sa barre de contact 6, dans le sens de la fermeture. Une borne 8 fixe la barre 7 sur l'élément de contact 3a, avec décalage latéral. Une barre 7 est avantageusement disposée de part et d'autre de l'élément de contact 3a. Le second élément de contact principal 3b (non représenté) est équipe de la même façon. Lors d'une fermeture, la barre 7 réalisée dans un matériau résis tant à l'arc atteint d'abord l'élément de contact fixe 4 et est parcourue par le courant de fermeture. La barre de contact 6, assurant le passage du courant permanent, ne vient en contact avec l'élément de contact fixe 4 qu'à la fin du mouvement de la barre et supporte alors la plus grande partie du courant. La fermeture de la barre de contact 6 se faisant alors totalement sans courant, le contact de courant permanent et la barre de contact 6 ne risquent pas d'être détériorés. Le contact de courant permanent est également déchargé lors de la coupure, car la séparation finale du circuit de courant s'effectue sur les barres 7. La variante 3 est l'élévation latérale d'une variante de l'élément de contact préparatoire. Une barre élastique 9, repliée en U, est fixée dans ce cas par une borne 8 avec décalage de part et d'autre de l'élément de contact principal 3a. L'extrémité libre de la barre 9 est décalée en avant, dans le sens de la fermeture, de l'élément de contact principal 3a et de la barre de contact 6. Cette réalisation présente par rapport à la premiere variante selon figure 2 l'avantage que la barre 9 est parallèle à la barre de contact 6 et presente une plus grande section élastique. Le fonctionnement est identique à celui de la réalisation selon figure 2. La figure 4 représente une autre variante de l'élément de contact préparatoire. Contrairement aux réalisations précédemment décrites, l'élément de contact préparatoire est fixé non sur l'élément de contact principal, mais sur l'élément de contact fixe 4. Ce dernier porte pour ce faire deux barres 11 en C, fixes par des bornes 8. Les bornes il sont décalées en avant de l'élément de contact fixe, dans le sens de la fermeture. Des électrodes 12 de commande du champ sont en outre disposées de part et d'autre de l'élément de contact fixe 4. Lors d'une fermeture, les barres de contact 6 des éléments de contact principal 3a, 3b viennent d'abord en contact avec les barres 11. Ces dernières supportent provisoirement le courant de fermeture. Les barres 11 sont ensuite repoussées, jusqu'à ce que les barres de contact viennent en contact avec l'élément de contact fixe 4. Ce dernier supporte ensuite la plus grande partie du courant. L'elément de contact fixe 4 est monté sur le câble conducteur 5 a l'aide de deux barres 10a, 10b. Les dispositifs précédemment décrits conviennent aussi pour d'au tres types de sectionneurs haute tension, tels que des sectionneurs rotatifs. L'augmentation du nombre des points de contact permet en outre d'espérer un accroissement de l'intensité permanente admissible. Les figures 5 et Sa représentent une autre forme particulièrement avantageuse de réalisation de l'invention. Les éléments de contact préparatoires sont constitués dans ce cas oar deux barres 13a, 13b repliées en 0. Les barres sont fixées par des bornes 8 sur les deux extrémités de l'élément de contact fixe 4. Outre la barre de contact 6 pour le courant nominal, les éléments de contact principal 3a, 3b comportent chacun deux barres latérales de contact auxiliaire 15a, 15b. Les barres 13a, 13b sont repliées de façon à former un entonnoir d'entrée pour les éléments de contact principal 3a, 3b. Lors d'une fermeture,-le premier contact s'établit par les barres de contact auxiliaire 15a, 15b (contact glissant). Ces dernières sont parcourues brièvement par le courant, jusqu'à ce que la barre de contact 6 vienne se placer sur l'élément de contact fixe 4. Lors d'une coupure, les points de base de l'arc se forment uniquement sur les bords antérieurs 16a, 16b des barres 15a 15b. Une oxydation résultante est toutefois secondaire, car les sections médianes des barres 15a, 15b demeurent intactes et peuvent ainsi bien transmettre le courant. Un autre avantage de cette disposition réside dans l'interdiction de mouvements horizontaux de frottement entre les éléments de contact 3 et 4. Un tel mouvement de frottement peut être provoqué par des forces du vent ou électrodynamiques et use par abrasion mécanique les surfaces de contact du courant nominal. La réalisation en entonnoir des barres 13a, 13b fixe en outre le point de contact de la barre 6, de sorte qu'il suffit d'argenter uniquement une petite section 17 du contact fixe 4. Le diamètre et la- forme extérieure des barreaux du contact fixe sont choisis de façon connue, afin d'améliorer les conditions de champ et d'interdire ainsi des effluves. Tous les éléments du contact préparatoiré 7, 9, 11, 13 sont de préférence en acier inoxydable, qui n'est guère détériore par l'action ou les points de base d'un arc. La figure 6 représente une autre forme de réalisation du dispositif de contact selon figures 5, 5a dans la position de fermeture. Afin d'économiser le matériau, les barres 13a, 13b constituant le contact préliminaire ne sont disposées dans ce cas que d'un côté de l'élément de contact fixe 4. Ce dernier est fixé de façon connue sur une barre omnibus (non représentée), par des barres 10a, 10b ou des anneaux de câble. Les electrcaes 12a, 12b régularisent le champ électrique. Les éléments de contact principal 3a, 3b, munis de barres de contact 6a, 6b, entourent l'élément de contact fixe 4. Une barre de contact auxiliaire 15 est fixée sur le côté de l'élément de contact principal 3b.Les deux barres 13a, 13b constituant les éléments de contact préparatoires sont en outre maintenus sur I'élément de contact fixe 4 par une pièce de fixation 16. Les deux extrémités de la barre f3a sont fixées sur la piece 16, tandis que seule l'extrémité 17 de la barre 13 b est fixée sur ladite pièce, l'autre extrémité 18 étant mobile latéralement dans un trou oblong 19. L'extrémité de la barre 13a constituant le contact préparatoire est repliée d'environ 50 par rapport à la verticale, vers l'extérieur, dans la zone de contact 14 de l'élément de contact princier pal 3b. Le fonctionnement du dispositif selon figure 6 lors d'une fermeture est décrit ci-après. Dès que les éléments de contact principal 3a, 3b se rapprochent de l'élément de contact fixe 4, le premier amorçage s'effectue sur l'élément 3b. Par suite de l'inclinaison de la barre 13a dans la zone de contact 14, la barre de contact auxiliaire 15 ne vient en contact avec la barre 13a que par sa partie antérieure. La barre de contact auxiliaire 15 ne vient par contre en contact avec la barre 13a que dans la zone postérieure lors du contact des barres de contact principal 6a, 6b. Cette zone antérieure n'est pas encrassée par des bases d'arc, de sorte qu'une commutation parfaite du courant sur la barre de contact auxiliaire 15 s'effectue lors de la réouverture des contacts principaux 3a, 3b.La base de l'arc se trouve de nouveau sur la partie antérieure de la barre de contact auxiliaire 15 lors de la séparation des contacts. La figure 7 représente un dispositif de contact en position de fermeture, les extrémités des éléments de contact principal 3a, 3b étant verrouillées magnétiquement par deux aimants permanents 16a, 16b. Cette solution présente l'avantage suivant : les éléments de contact 3a, 3b sont d'abord maintenus par la force magnétique lors d'une coupure. La force d'ouverture ne devient suffisante pour séparer les aimants 16a, 16b qu'après le bandage des branches du pantographe 2. Les aimants s'écartent alors à une vitesse d'ouverture augmentée. L'ouverture particulièrement raide, c'est-à-dire le court temps d'ouverture du contact sectionneur réduit l'action d'un arc de coupure. Un verrouillage mécanique (non représenté) peut aussi être monté à la place du verrouillage magnétique. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Sectionneur haute tension, et notamment sectionneur pantographe, avec deux éléments mobiles de contact principal sur les extrémités du pantographe et un élément de contact fixé sur la ligne haute tension, ledit sectionneur étant caractérisé en ce que des éléments élastiques séparés de contact preparatoire sont disposés en saillie sur un des deux éléments de contact principal, de façon à se fermer avant les éléments de contact principal lors de la fermeture et à s'ouvrir après eux lors de l'ouverture. 2. Sectionneur selon revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contact préparatoire sont constitués par deux barres elas- tiques linéaires, fixees par une extrémité sur les éléments mobiles de contact principal et dont l'extrémité libre est en saillie sur ces derniers, dans le sens de la fermeture. 3. Sectionneur selon revendication 1, caractérise en ce que les élé- ments de contact préparatoire sont constitués par deux barres élastiques, repliées en U, dont une extrémité est fixée sur les éléments mobiles de contact principal et dont l'extrémité libre est en saillie sur ces derniers, dans le sens de la fermeture. 4. Sectionneur selon revendication 1, caractérisé en ce que les élé- ments de contact préparatoire sont constitués par deux barres repliées en C, fixées sur les deux extrémités de l'élément de contact fixe et dont la section médiane est en saillie air ce dernier, dans le sens de la fermeture. 5. Sectionneur selon revendication 1, caractérisé en ce que les elé- ments de contact préparatoire sont constitués par deux barres repliees en 0, fixees sur les extrémités extérieures de l'élément de contact fixe et dont la partie médiane forme un entonnoir d'entrée pour les éléments de contact orincipal. 6. Sectionneur selon revendication 5, caractérisé en ce que les élé- ments de contact principal sont en outre munis de deux barres latérales de contact auxiliaire. 7. Sectionneur selon revendication 1, caractérisé par la fixation sur un coté de l'élément de contact fixe de deux barres élastiques repliées, dont une est pliée vers l'extérieur de l'élément de contact princioal, dans la zone de contact. 8. Sectionneur selon revendication 7, caractérisé en ce que l'élément de contact principal est muni latéralement d'une barre de contact auxiliaire. 9. Sectionneur selon revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l'élément de contact fixe porte une piece de maintien, sur laquelle sont fixées les deux extrémités d'une barre latérale de l'élément de de contact fixe et une extrémité de la seconde barre, tandis que la seconde extrémité de cette derniere est mobile dans un trou oblong. 10. Sectionneur selon une quelconque des revendications 1 a 9, carac térisé en ce que les éléments de contact préparatoires sont en acier inoxydable. 11. Sectionneur selon une quelconque des revendications 1 à 10, carac térisé en ce que les extrémités des él-éments de contact principal portent chacune un aimant; et les aimants sont en contact dans la position de fermeture.