Brevet FR2441255A1 — publié le 19800606

Les transformateurs destinés à la distribution industrielle du courant sont munis de commutateurs qui présent certaines imperfections, soit dans la façon de les monter à l'intérieur des cuves, de les régler, soit dans leur isolement surtout à proximité des bobinages. D'autre part, la lecture de la position de travail du commutateur n'est pas toujours aisée. Le présent commutateur est destiné à remédier à ces imperfections par divers dispositifs décrits ci-dessous. Le temps de réglage du présent commutateur est entièrement supprimé dans tous les cas d'utilisation de commande à distance à câble, par la livraison d'appareils préréglés lors de leur fabrication. Pour cela, il est nécessaire de pouvoir déterminer avec exactitude la longueur de cette commande en fonction de sa position et de son parcours à l'intérieur de la cwe. Cela est rendu possible par l'utilisation d'un commutateur universel qui est équipé d'une gaine, de souplesse équivalente à celle utilisée en fabrication, mais de grande longueur, le long de laquelle peut glisser le boitier de commande utilisé en série. Après avoir fixé ce boitier sur la paroi de la cuve et avoir donné à la gaine la position souhaitée, il est fixé à son tour sur catie gaine. En démontant le boitier l'on obtient un appareil dont la longueur de la comman de à distance est exactement celle recherchée.Cette opération de réglage qui est très rapide n'a besoin d'être effectuée qu'une seule fois puisque les commutateurs destinés aux transformateurs de cette même série seront livrés avec la commande à la longueur exacte. Une seconde imperfection est la possibilité d'erreur dans la liaison électrique avec les bobinages. Cette opération se fait en général sur le commutateur, par sertissage ou par soudure des conducteurs avec des tubes. Dans le premier cas, cette opération est rendue délicate par manque de place et toute erreur n'est pas réparable, le contact en général, un tube de cuivre du commutateur étant solidaire de ce dernier. Dans le second cas, il faut chati fer une masse importante avec l'excellente conductibilité thermique du cuivre. D'autre part les tubes sont d'un diamètre fixe quelque soit le diamètre ou le nombre de conducteurs intéressés, ce qui n'est pas de nature à assurer un excellent contact. Dans le présent commutateur, tous ces inconvénients sont supprimés par l'utilisation de contact amovibles et cpsobles, dénommés clips, dans des logements appropriés. Ils comportent une partie cylindrique extérieure correspondant au diamètre du ou des conducteurs d' une longueur suffisante pour permettre deux sertissages ou soudures facilités par la faible masse de ce clips, ou une languette pour le clips femelle normalisé de 6.35 ou 9 mm. De plus, ces opérations (sertissage ou soudure) peuvent se faire hors du corps du commutateur, ce qui permet de disposer de toute la place nécessaire, et même d'utiliser des machines ou des pinces automatiques et rapides. D'autre part, ces clips mobi!es ou femelles étant conçus pour être démontables, une erreur peut toujours être réparée rapidement en cours de montage, sans dommage pour le commutateur, par déplacement des clips équipés. Une troisième imperfection souvent constatée provient que les parties actives du commutateur ne sont protégées par aucun écran isolant interposé entre elles et les bobines, cela à cause de la nécessité d'exécuter sur place les connexions électriques. Du fait, que dans le présent commutateur, les clips soient amovibles, il est possible de les introduire dans le commutateur entre deux cloisons prolongeant les flancs du bloc de commutation efaisant écran, assurant ainsi un meilleur isolement des contacts et un contournement important. De même, tout élément métallique, autre que ceux nécessaires aux contacts électriques sont éliminés par l'utilisation de pièces moulées isolantes. La commande à distance est également conçue pour assurer une isolation continue, puisque les parties métalli- ques qui la constituent sont logées dans une gaine isolante dont les extrémités sont logées dans des logements du boitier et du corps de commutateur en créant un contournement. Le commutateur se compose de trois parties principales qui sont la commande extérieure (A), le commutateur lui-même avec ses contacts de commutation ( B ) et une commande à distance ( C) qui réunit ces deux parties. La commande extérieure se compose à l'extérieur de la cuve, d'une poignée (1) munie de deux doigts (2) qui s'engagent pour chaque position de travail dans deux encoches (3) et ménagés dans l'embase (4) fixée sur la paroi de la cuve (5). Cette poignée est également so solidaire d'un vernier (6) grâce aux deux doigts (2) qui le traversent. Deux autres ouvertures (7) sont disposées sur ce vernier (8) en face des symboles gravés ou indélébiles sur l'embese. Ppour rendre cette lecture plus facile'et sûre, ces inscriptions se détachent sur un fond de couleur différente et contrastée. Les doigts (2) sont maintenus dans les encoches (3) gracie à l'action d'un ressort (9) logé dans le corps de cette poignée (1) et maintenu en pression par un cowercle (10) fixé à I'axe (11) de commande. Ainsi, il faut fa-sfe une effort pour retirer les doigts de leur encoche et libérer la poignée pour la faire tourner jusqu'à la position de travail différente recherchée. Lorsque cette poignée a effectué la rotation nécessaire, les deux doigts se trouvent en face de nowelles encoches et les ouvertures du vernier en face des symboles correspondants. Le ressort repoussant cette poignée et la verrouillant. L'entraînement de l'axe s'effectue grâce à un plat usiné sur une longueur suffisante pour permettre la translation de la poignée, dans laquelle le passage de l'axe à la même forme. Cet axe pénètre à I 'intérieur de la cuve et sur cette extrémité est surmoulé un engrenage (13) tandis qu'à l'autre un trou (14) taraudé permet d'y visser la vis ( > * de retenue du couvercle (tu), Cet engrenage (13) est logé dans un boitier (15) composé de deux parties (15a) et (15b) reliées par des vis (16) ou des rivets (17) formés à l'extrémité de colonnettes (12)avec la partie (b) de ce boitier est surmoulée une douille (18) percée en son centre d'un alèsage destiné à laisser passer l'axe de commande, le tout rendu éhnche par la présence de deux joints toriques (19) montés sur l'axe dans sa partie traversant la douille.L'étanchéité du boitier (15) avec la cuve est obtenu par un autre joint de forme appropriée logée dans la partie (b) du boitier. Le boitier est fixe sur la paroi de la cwe par un écrou (21) vissé sur la partie filetée (22) de la douille. Cette partie extérieure de la douille est fraisée d'un plat destiné à immobiliser en position le boitier si l'ouverture pratiquée dans la cwe est de forme identique et dans tous les cas à maintenir en position l'embase (4). La partie de cette douille placée contre la paroi de la cwe dépasse légèrement du boitier et est suffisammentlarge pour servir d'appui mécanique au moment du serrage de l'écrou (21) et éviter des contraintes de la matière plastique dans laquelle est moulé le boitier. te boitier dans sa partie interne comprend les logements de l'engrenage ainsi que de la cremaillère (23) qu'il commande. II comporte également un double logement destiné à recevoir, I'un (28) la collerrette (27) de la gaine (24) et l'autre (25) la gaine isolante (26) Le corps du commutateur (B ) se compose principalement de blocs de commutation (D) en général, trois pour des transformateurs à courant triphasé supportant les contacts amovibles (30) d'un curseur ( qui supporte les pontets de commutation (40) ainsi que l'or gane d'accouplement avec la commande à distance, enfin de parties (60) reliant les blocs de commutation. Ce corps est moulé en deux flasques (B1) et (B2) qui sont reliées de la même façon que le boitier. Le bloc de commutation comprend disposés dans chaque flasque des logements pour les contacts amovibles en nombre suffisant, de deux cloisons (31) destinées à faire écran entre la partie métallique du contact et les bobinages sous tension situés à proximité. Dans sa partie inférieure est disposé le couloir (41) du curseur ainsi que des butées ( ) destiné à laisser le diélectrique circuler à l'intérieur du commutateur et éviter la formation de bulles d'air au moment du remplissage. Pour de grandes dimensions, les blocs de commutation pewent être séparés et reliés par des éléments rigides, enfilés à chacune de leur extrémité sur un axe ou colonnette servant au rivetage des flasques. D'autres relient les bossages destinés à la fixation et une collerette pénètre dans un logement disposé dans la face intérieure de chaque bossage de fixation. Cette disposition a pour but de donner la rigidité nécessaire au commutateur quelle que soit sa longueur. Les éléments du curseur ont une longueur telle que les pontets sont toujours en contact avec deux clips. Les liaisons permettant un défaut d'alignement sans conséquence sur la valeur et le positionnement des contacts. La partie active de la commutation comporte des clips (30) reliés deux à deux par des pontets (40. Le clips se compose de trois parties : de haut en bas, le cylindre de longueur t32)suffisante pour permettre deux sertissages mécaniques et d'un diamètre adapté à celui du conducteur (ou des conducteurs) à y introduire. La liaison électrique se faisant, soit par sertissage, soit par soudure, deux opérations facilités pore fait qu'elles pewent se faire hors du commutateur et que la masse du clips est très faible (cas de soudure). Une partie plate (33) munie de deux languettes (34) servant de butées, le prolonge, ensuite une partie repliée (35) mais d'une largeur inférieure pouvant être percée d'une ouverture (36) hors de la partie faisant contact (31) pour augmenter sa flexibilité. la partie (33) pénètre dans une fente (37) du corps et les deux languettes butent, la partie repliée, elle traverse un étranglement en forme de dent de loup (38) suivie par un lot ment plus large (39) dans lequel la partie repliée se détend, son extrémité supérieure se trouvant sous la dent de loup, ce qui empêche le clips de sortir, les languettes l'empêchant se s'enfoncer. Ainsi, le clips est positionne exactement , seul le rayon de sa partie repliée dépassant légèrement dans le couloir du curseur.La dent de loup est évidée sur une partie de Sa largeur pour powoir y glisser un outil, tel qu'un tournevis destiné b écraser la partie qui se trowe sous cette dent de loup, et ramener sa largeur à une dimension inférieure à 1' étranglement (38) permettant ainsi de le franchir et rle retirer le clips du corps du commutateur. Une autre forme de contact fixe (50) peut être utilisée. Ils sont logées au montage en usine, avant sertissage des deux flasques dans un logement (51) disposé sur une seule flasque (B).Le contact est composé d'une partie plate (52) dépassant du corps et aux dimensions normalisées de 6,35 et 9 mm destinée à recevoir des clips femelles nrormalisés sur lesquels a été soudé le conducteur venant des bobinages. (Cette opération est nécessaire, un sertissage ne présentant pas la sécurité et la fiabilité requise). La partie plate (55) qui prolonge la languette est encochée (53) pour powoir coopérer avec un bossage disposé dans la fente du corps (54) de façon que ce clips soit parfaitement positionné et immobilisé une foisfixé les flasques. Cette partie plate est prolongée par une partie repliée (56) suivant un rayon d'environ 2 mm et dépassant légèrement dans le couloir du curseur.Une partie plate et hèle à l'autre partie plate remonte dans une seconde fente (57) du corps. Dons cette dis position c'est la partie femelle du contact qui est amovible, ce qui présente les mêmes a vantages que dans l'utilisation des clips démontables. Ces dispositions permettent de réparer une erreur dans la disposition des clips sans dommage pour le commutateur. Le curseur ( se compose d'un premier élément (ES) comprenant l'organe de liaison avec la commande à distance, crémaillière (23) ou logement (42). Chaque élément porte à proximité de son extrémité une fente (43) de forme pyramidale destinée à recevoir l'une des branches (44) du pontet (40) qui à la forme d'un U renversé. Cette forme de la fente permet au pontet un débattement lui permettantde passer d'un clips au suivant et d'etre toujours bien en contact avec deux clips quelle que puisse être leur dépassement dans le couloir.Pour cela, le pontet est poussé par un ressort (45) exerçant sa poussée au milieu du pontet de façon qu'il soit toujours en appui sur deux lignesafigne de contact entre les deux éléments considérés, clips et pontet). Ce ressort est logé dans une cavité ménagée (46) par moitié sur chacune des faces latérales des éléments du curseur. Dans cette disposition le pontet sert de liaison électrique, mais également mécanique entre les éléments du curseur lors des commutations. Dans le cas ou le commutateur est compose de blocs de commutation séparés, donc de grande longueur, cette action peut être assurée par une biellette (47) indépendante ou faisant partie d'un des éléments, l'autre ayant le logement correspondant (48).Ces éléments sont munis de bossages de forme arrondie (49) permettant de réduire les efforts de friction et de permettre des débattements importants sans altération des contacts. La commande à distance est constituée par un câble de commande (60) dont les deux extrémités sont munies, soit d'une partie en forme (61) soit d'une bague (62) ou de tout autre dispositif destiné à les immobiliser dans la crémaillière (23) du boitier (15) et dans le premier élément du curseur (El). Ce câble coulisse dans un tube plastique (63) lui-même revêtu d'un tube métallique (|4) d'une rigidité suffisante pour encaisser sans allongement les efforts de commutation, mais pouvant être mis en forme suivant le trajet qu'il doit suivre dans la cuve du transformateur et muni à chaque extrémité d'une collerette (ou de tout autre dispositif) (27) qui est immobilisé dans le logement (28) du boitier et du corps du commutateur. Le tout, est gainé avec un isolant (26) dont les caractéristiques mécaniques physiques et diélectriques correspondent aux conditions d'utilisation, chacune de ses extrémités pénétrant dons le logement (25) du boitier et du corps du commutateur. II est ainsi réalisé une isolation continue avec contournement important ce qui est nécessaire à proximité des bobinages sous tension. Pour supprimer les potentiels flottants, il est possible de réaliser une continuité me- tallique avec la cuve en disposant dans le boitier une pièce métallique de forme approprié qui assure le contact entre le câble (60) sa gaine métallique (24) la douille (18) et donc dans la cwe. Il est possible de remplacer le tube métallique (24) et plastique (63) par un seul tube métallique (24a) équipe des moyens de fixation (27). Cette commande à distance peut sortir du commutateur suivant trois directions principales qui peuvent être comparées aux trois arêtes concourantes d'un cube. Nous allons voir successivement ces trois cas principaux. Dans le cas d'une sortie en prolongement du curseur, c'est le premier élément qui est équipé du logement destiné à l'immobilisation de la partie formée (ou de la bague) Le corps est muni des logements de la collerette et de la gaine isolante. Dans le cas, où la sortie est perpendiculaire au curseur, mais dans le plan de joint du corps, au-dessus du couloir du curseur se trouve un logement destiné à recevoir un engrenage à double denture, et un bossage cylindrique pour le positionner. Une des dentures entraîne une crémail I ière taillée dans le premier élément du curseur, la seconde, est entraîn- née par la crémaillière qui est logée dans un couloir terminé par les logements de la colleret te et de la gaine isolante de la même façon que dans le boitier. Cette disposition permet aux deux crémaillières de se chevaucher sans se rencontrer étant dans deux couloirs décalés. Cette crémaillière est munie du logement pour la partie formée (ou de bague) du câble. Dans le cas ou la sortie est perpendiculaire au curseur, mais située dans un seul flasque, la commande à distance est remplacée par un cylindre moulé avec le flasque et portant à son extrémité la douille (18) ainsi que le logement du joint d'étanchéité. C'est cette partie qui sera en contact avec le couvercle de la cuve pour y être fixée. C'est l'axe (11) qui est prolonge dans le cylindre et qui supporte un engrenage qui entraine directement la crémaillière taillée dans le premier élément du curseur. La longueur du cylindre permet de positionner à la hauteur voulue ce commutateur. II est à noter que ce commutateur ne possède aucune pièce métallique en dehors des seuls éléments actifs des contacts, tout au moins en ce qui concerne les blocs de commutation. REVENDICATIONS 1 - Commutateur électrique caractérisé en ce qu'il est équipé de dispositifs de manoeuvre à distance, d'isolation continue, de contacts amovibles, de préréglage et d'affichage. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la commande à distance est constitué par un câble métallique dont chaque extrémité est formée ou munie d'une bague sertie ou soudée, parties destinées à coopérer avec des crémaillières ou le premier élément du curseur, contenues dans le boitier de commande et le corps du commutateur, câble contenu dans un tube métallique muni à chacune de ses extrémités d'une collerette retenue dans un logement du boitier et du corps, le tout recowert par une gaine isolante dont les extré- mités pénètrent dans deux logements du boitier et du corps pour assurer une isolation contin nue. 3 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la manoeuvre est obtenue par une poignée entraînant un engrenage et une crémaillère solidaire du câble, logés dans un boitier fixé sur la paroi de la cuve et muni de moyens d'éhnchéité. 4 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la prise de commande sur le corps peut se faire suivant trois directions perpendiculaires et concourantes comme trois arêtes d'un cube, la commande se faisant par un engrenage et une crémaillère ou directement par le curseur. 5 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la commutation est obtenue par le déplacement d'un pontet dont chaque extrémité repliée est logée dans un des éléments du curseur, un ressort maintenant fortement appuyé ce pontet contre les clips, le tout se déplaçant dans un couloir ménage dans les flasques du corps. 6 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les contacts à connecter sont des pièces métalliques appelés clips composés d'une partie cylindrique dépassant du corps entre les deux cloisons, d'un diamètre correspondant à celui du conducteur électrique venant des bobinages, suivi d'une partie plate logée dans une fente du corps prolongée par une partie repliée qui vient se loger dans un logement précédé d'un étranglement que la partie repliée franchit avant de se détendre dans ce logement, maintenant en position le clips, des butées disposées de chaque côté de la partie plate complétant ce positionnement, la partie repliée dépassant légèrement dans le couloir du curseur. 7 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les contacts à connecter sont des pièces métalliques constituées par une partie plate dépassant du corps entre les deux cloisons ayant la forme et les dimensions des languettes normalisées à 6.35 ou 9mm, suivie d'une partie plate logée dons une fente menace dans le corps avec un bossage et une encoche pour l'immobiliser, prolongée par une partie repliée qui dépasse légèrement dans le couloir du curseur, emprisonné au moment de la fixation des deux flasques, le conducteur électrique venant des bobinages étant soudé sur un clip femelle normalisé. 8 - Dispositif suivant les revendications 1-6 et 7, caractérisé en ce qu'au moins une des parties actives des contacts est amovible, rendant le dispositif apte à annuler toute erreur de montage sans dommage. 9 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les parties métalliques dépassant du corps sont séparées des bobinages sous tension par deux cloisons de hauteur suf filante. 10 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'affichage de la position de travail est obtenu par l'utilisation d'un vernier solidaire de la poignée de commande, percé d'ouvertures placées en face des symboles gravis ou indélébiles sur l'embase et se dé- tachant sur un fond de couleur controstant. 11 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la détermination de la longueur de lo commande à distance se fait "in situ" par l'utilisation d'un boîtier spéciale- ment équipé et qui peut glisser r le long du omble de commande, puis y Stre fixé après mis en place, permettant de mesurer cette longueur après démontage du tout. 12 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que dans le cas de grandes longueurs en plusieurs éléments qui sont reliés par des biellettes leur conférant la rigidité nécessaire, les éléments du curseur oyant la nouvelle longueur requise et pouvant être muni de dispositif connu de liaison mécanique ne laissant ou pontet que son rôle de liaison élec- trique. V le corps est fractionné