Brevet FR2471064A1 — publié le 19810612

CELLULE ELECTRIQUE A DIS3ONCTEUR SECTIONNABLE. L'invention est relative à un tableau électrique à cellule comprenant - un chariot extractible de support d'un disjoncteur multipolaire sectionnable animé d'un premier mouvement de translation verticale entre une position embrochée de connexion d'un jeu de barres aux différents poles et une position débrochée de sectionnement ménageant une distance d'isolement prédéterminée entre lesdits pôles et ledit jeu de barres, et d'un deuxième mouvement de translation perpendiculaire au premier par roulement horizontal dudit chariot sur le fond de la cellule entre la position de sectionnement et une position d'extractbn, - un mécanisme de commande coopérant avec ledit chariot et manoeuvrable de la face avant de la cellule pour engendrer ledit premier mouvement du disjoncteur, - et des moyens de verrouillage associés au mécanisme de commande pour empêcher toute fausse manoeuvre de sectionnement en position de fermeture des contacts du disjoncteur. I1 est classique d'utiliser dans les cellules moyenne tension de tels disJoncteurs pour s'affranchir de l'emploi de sectionneurs d'isolement auxiliaires qui augmentent le coût de l'installation et l'encombrement en hauteur de la cellule. Toutefois, les dispositifs connus du genre mentionné comportent des bornes de connexion à pinces d'embrochage d'arrivée et de départ situées à un même niveau à l'extrémité du disjoncteur en regard des plages d'arrivée du jeu de barres. Cet agencement nécessite de prévoir les plages de départs au-dessus du disjoncteur, et augmente de ce fait les connexions internes. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients précités et de permettre la réalisation d'une cellule équipée d'un disjoncteur sectionnable standard approprié à un encombrement mnimum. Le cellule est caractérisée par le fait que lesdits pôles du disjoncteur sont alignés et échelonnés à intervalles ré- guliers dans le sens de la profondeur de la cellule, et que chaque pôle comporte une première borne de connexion agencée dans l'axe médian du pole, et une deuxième borne de connexion présentant un décalage latéral et axial respectivement par rapport à l'axe médian et ladite première borne, tel que le déplacement simultané desdites bornes durant le premier mouvement de translation du disjoncteur s'effectue dans deux plans distincts parallèles à la direction d'alignement des pôles. Selon une caractéristique de l'invention, ladite première borne de connexion de chaque pôle est dotée d'une pince d'embrochage coopérant en position embrochée du disjoncteur avec une plage d'arrivée de la phase correspondante dudit jeu de barres. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite deuxième borne de connexion de chaque pôle est pourvue d'une pince d'embrochage coopérant en position embrochée du disjoncteur avec une plage de départ agencée à un niveau inférieur à celui de la plage d'arrivée associée, l'intervalle entre lesdits niveaux correspondant au décalage axial desdites bornes. Selon un développement de l'invention, la pince d'embrochage associée à la première borne de connexion coopère dans une position intermédiaire située entre les positions extrêmes d'embrochage et de sectionnement dudit premier mouvement du disjoncteur avec un premier contact auxiliaire escamotable mis au potentiel de la terre, tel que le disjoncteur joue le rôle de sectionneur de mise à la terre de la cellule lors de la fermeture de ses contacts. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre de trois modes de mise en oeuvre de 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 d'une cellule moyenne tension équipée d'un disjoncteur sectionnable selon l'invention, la position embrochée étant représentée en traits forts et la position de sectionnement en traits pointillé; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1, d'une variante de réalisation de l'invention, les traits en pointillé représentant la position intermédiaire du disjoncteur jouant le rôle de sectionneur de mise à la terre de la cellule; la figure 4 est une vue en élévation d'une autre variante de réalisation selon l'invention; la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4. En référence aux figures 1 et 2, une cellule 10 moyenne tension à isolement dans l'air comporte un compartiment 12 jeu de barres superposé à un compartiment 14 appareillage séparés l'un de l'autre par une cloison 16 en forme de goulotte 17 renversée. Le compartiment 14 appareillage renferme un disjoncteur 18 tripolaire sectionnable, à pôles 20 R, 20 S, 20 T séparés de structures identiques, alignés dans le sens de la profondeur de la cellule; chaque pôle comprend une paire de contacts séparables (non représentés) agencés. dans une enveloppe 22 étanche de forme allongée remplie de gaz isolant à rigidité diélectrique élevée, notamment de l'hexafluorure de soufre sous pression.La cellule 10 est équipée d'un mécanisme de sectionnement 24 du disjoncteur 18 susceptible de déplacer les pôles 20 R, 20 S, 20 T en translation verticale entre une position relevée d'embrochage (traits continus) et une position abaissée de débrochage (traits en pointillé).Un chariot 26 ou châssis extractible de support du disjoncteur 18 comporte des galets 28 roulant sur le fond 30 du compartiment inférieur 14 -en position abaissée de débrochage pour assurer le retrait du disjoncteur 18 par la face avant de la cellule 10 selon la direction d'alignement des pôles. Un jeu de barres 32 tripolaire est supporté par la cloison 16 en matériau isolant moulé, et s'étend à l'intérieur du compartiment 12 parallèlement à la face avant de la cellule 10 et perpendiculairement à la direction d'extraction du disjoncteur 18 en position débrochée. Un premier jeu de plages de contacts 34 fixes est connecté aux barres 32 correspondantes de la cellule 10 après traversée de la cloison 16, chaque plage 34 étant agencée à l'intérieur de la goulotte 17 et orientée dans la direction axiale du poule 20 R, 20 S, 20 T correspondant.Un deuxième jeu de plages de contacts 36 fixes est décalé latéralement du disjoncteur 18 et est relié électriquement à trois transformateurs de courant 38 échelonnés à intervalles réguliers dans la direction d'alignement des pôles à l'intérieur du compartiment 14. L'extrémité opposée de chaque transformateur de courant 38 est branchée par un conducteur de liaison 40 à un câble 42 de raccordement à isolation solide, ou à une boite à câble (non représentée) unipolaire ou tripolaire. Le point de branchement 46 du conducteur de liaison 40 au câble 42 de chaque phase comporte d'autre part un contact auxiliaire 48 supporté par un isolateur 49 et coopérant en position de fermeture avec un couteau 50 pivotant d'un sectionneur 52 tripolaire de mise à la terre du câble 42 correspondant. Chaque pôle 20 R, 20 S, 20 T est doté à son extrémité supérieure d'une borne d'entrée 54 et d'une borne de sortie 56, sur le flanc latéral de l'enveloppe 22, les deux bornes étant en liaison électrique avec les contacts séparables du pôle et se terminant chacune par des pinces d'embrochage 58, 60 coopérant respectivement en position relevée d'embrochage et de service du disjoncteur 18 avec les plages 34, 36 conjuguées fixes, de manière à connecter électriquement le pole à la barre 32 d'arrivée et au câble 42 de départ de la phase correspondante.L'une 58 des pinces d'embrochage est orientée vers la plage 34 dans la direction axiale du pale, et le déplacement de l'autre pince d'embrochage 60 coopérant avec la plage 36 au cours de la translation verticale du dis Joncteur entre les positions embrochée et débrochée s'effectue dans un plan parallèle à l'axe du pôle et situé dans un intervalle latéral compris entre le pôle et le transformateur de courant 38 associé. Le mécanisme 24 de sectionnement du disjoncteur 18 dépla çable entre les deux positions embrochée et débrochée comprend un axe 62 rotatif perpendiculaire à la face avant de la cellule 10 ou s'étendant dans la direction d'alignement des pales 20 R, 20 S, 20 T au voisinage d'une face latérale de la cellule, à l'opposé de celle servant de support aux transformateurs de courant 38 et au sectionneur de mise à la terre 52. Deux bielles 64, 66 de commande articulées sur l'axe 62 portent chacune un galet 68, 70 coopérant avec un bras 72, 74 fixé au chariot 26, tel que la rotation de l'axe 62 assure la translation verticale du chariot 26 et le relèvement ou l'abaissement du disjoncteur 18 pour l'embrochage ou le débrochage des pales. Des volets d'obturation 76, 78, disposés de part et d'autre des pâles, recouvrent les plages fixes 34 supérieures lorsque le disjoncteur 18 se trouve dans la position débrochée de sectionnement. Chaque pale est pourvu dgun arbre 80 tournant de commande d'ouverture et de fermeture des contacts, accouplé à un dispositif de commande (non représenté) logé dans un caisson 82. Le fonctionnement de la cellule 10 équipée du disjoncteur 18 sectionnable selon les figures 1 et 2 est le suivant En position relevée de service du disjoncteur 18 (traits continus), les pinces d'embrochage 58, 60 de chaque pôle 20 R, 20 S, 20 T coopèrent respectivement avec les plages de contact 34, 36 de manière à relier électriquement le câble 42 de départ à la barre 32 de la phase correspondante lors de la fermeture des contacts du disjoncteur. Le chariot 26 comporte un di-spositif de verrouillage (non représenté) du mécanisme de -sectionnement 24 pour empêcher toute fausse manoeuvre de sectionnement et d'extraction en positon fermée du disjoncteur.Le sectionneur 52 de mise à la terre des câbles 42 se trouve en position d'ouverture, et les volets 76, 78 d'isolement sont repliés de part et d'autre des pôles 20 R, 20 S, 20 T. Après ouverture préalable des contacts de chaque pôle, la commande de sectionnement-du disjoncteur 18 s'opère par la rotation de 1800 de l'axe 62 du mécanisme 24 dans le sens des aiguilles d'une montre (fig. 1) entrainant successivement le débrochage des pinces 58, 60 et l'abaissement selon le sens de la flèche F du chariot 26 et des pôles vers la position inférieure de sectionnement (en pointillé). La fermeture du sectionneur 52 par pivotement des couteaux 50 venant en engagement avec les contacts auxiliaires 48, assure la mise à la terre des câbles 42 de départ.En fin de course d'abaissement du disjoncteur, s'effectue la venue en butée des galets 28 sur le fond 30 du compartiment 14, de manière à autoriser l'extraction du disjoncteur 18 par roulement horizontal du chariot 26 vers l'extérieur de la cellule 10. Les volets 76, 78 d'isolement sont fermés (en pointillé sur fig. 1) et obturent la goulotte 17 pour éviter tout contact accidentel avec les plages 34. On remarque que la sortie du disjoncteur 18 par la face avant de la cellule 10 nécessite une double manipulation du chariot 26 déplacé selon deux mouvements perpendiculaires, à savoir un premier mouvement vertical de translation vers le bas depuis la position embrochée vers la position sectionnée suivi diun deuxième mouvement horizontal de translation depuis la position sectionnée vers la position d'extraction. Dans la variante représentée à la figure 3, les mêmes repères désignent des pièces identiques ou similaires qui ne seront plus décrites en détail par la suite. Un premier contact auxiliaire 90 est associé à l'un des vo lets 76, 78 d'isolement et est relié électriquement à la terre pour coopérer durant la course verticale de transla tion du chariot 26 avec la pince axiale d'embrochage 58 de chaque pôle 20 R, 20 S, 20 T dans une position intermédiaire (représentée en pointillé) située entre la position supérieure embrochée et la position inférieure de sectionnement Un deuxième contact 92 auxiliaire en forme d'épingle en U est agencé sur chaque conducteur de liaison 40 à l'opposé de l'isolateur 49, de manière à coopérer dans ladite position intermédiaire avec la pince 60 latérale d'embrochage du pôle correspondant.Le sectionneur pivotant 52 de mise à la terre illustré aux figures 1 et 2 est superflu dans cette réalisation, étant donné que la mise à la terre des câbles de départ 42 s'effectue automatiquement en position intermédiaire du disjoncteur 18 lors de la fermeture de ses contacts. Le fonctionnement de la cellule 10 équipée du disjoncteur 18 sectionnable selon la figure 3 découle de la description précédente Le début de la course de sectionnement du disjoncteur après séparation des contacts est identique à celui décrit en référence aux figures 1 et 2 jusqu'à la position intermédiaire représentée en pointillé sur la figure 3. Dans cette position, la fermeture des volets d'isolement 76, 78 positionne chaque contact auxiliaire 90 dans le plan médian du disjoncteur tel que les pinces d'embrochage axiale 58 et latérale 60 de chaque pôle s'engag ent respectivement à glissement dans les contacts auxiliaires 90, 92. La mise à la terre des câbles 42 s'opère ensuite par la fermeture des contacts des pôles du disjoncteur.Lors de la course poursuivie du disjoncteur vers la position extrême de sec tionnement, s'effectue la séparation des pinces 58, 60 et des contacts auxiliaires 90, 92 de chaque pôle permettant l'extraction du disjoncteur. L'embrochage du disjoncteur se déroule selon le processus inverse par rotation d'un demi-tour de de'axe 62 dans le sensinverse des aiguilles d'une montre. La variante des figures 4 et 5 montre une cellule 10 à dis joncteur 18 extractible à double sectionnement. La cellule 10 comporte deux cloisons isolantes 16a, 16b juxtaposées dans le sens de la largeur, chacune étant dotée d'un jeu de plages fixes 34a, 34b, raccordées électriquement à deux tronçons de jeux de barres 32a, 32b triphasées agencés dans le compartiment supérieur 12 en s'étendant parallèlement à la face avant. Un disjoncteur sectionnable 18 du type décrit en référence aux figures 1 et 2, est logé dans le compartiment appareillage 14 et comprend par pôle une borne d'entrée 54 à pince d'embrochage 58 coopérant en position embrochée avec la plage 34a correspondante.La borne de sortie 56 de chaque pôle du disjoncteur 18 est dépourvue de pince d'embroFchage 60, et est directement connectée au transformateur de courant 38 correspondant par un premier conducteur souple de liaison, notamment une tresse 96. La borne opposée du transformateur 38 est branchée par un deuxième conducteur souple ou tresse 98 au couteau 100 correspondant d'un sectionneur de couplage 102 tripolaire. Chaque couteau 100 est monté à pivotement sur un axe 104 d'un isolateur 105 entre des positions fermée (en traits forts, fig. 5) et ouverte (traits en pointillé) par l'actionnement d'un mécanisme à levier de commande 106. En position de fermeture, les couteaux 100 du sectionneur 102 coopèrent avec les plages 34b, et leur déplacement angulaire s'effectue perpendiculairement au jeu de barres 32b dans un plan parallèle à la direction d'alignement des pôles 20 R, 20 S, 20 T du disjoncteur 18 adjacent. Un deuxième jeu de volets 76b, 78b rétractables isolent les plages 34b lors de l'ouverture du sectionneur 102. La commande du mécanisme de sectionnement 24 (non représentée sur les fig. 4 et 5) du disjoncteur 18 et celle du mécanisme d'actionnement 106 du sectionneur 102 peuvent être communes tel que l'abaissement du disjoncteur 18 vers la position sectionnée provoque automatiquement l'ouverture du sectionneur de couplage 102 entraidant le double sectionnement de la cellule 10. Inversement, l'embrochage du disjoncteur 18 dans les plages 34a, et la fermeture du sectionneur de couplage 102 provoquent le raccordement des deux tronçons de jeux de barres 32a, 32b lors de l'enclenchement des contacts du disjoncteur 18. 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 électrotechniques. Revendications 1. Tableau électrique à cellule comprenant - un chariot (26) extractible de support d'un disjoncteur (18) multipolaire sectionnable animé d'un premier mouvement de translation verticale entre une position embrochée de connexion d'un jeu de barres (32) aux différents pôles 20 R, 20 S, 20T), et une position débrochée de sectionnement ménageant une distance d'isolement prédéterminée entre lesdits pôles et ledit jeu de barres, et d'un deuxième mouvement de translation perpendiculaire au premier par roulement horizontal dudit chariot (26) sur le fond(30) de la cellule entre la position de sectionnement et une position d'extraction, - un mécanisme de commande (24) coopérant avec ledit chariot et manoeuvrable de la face avant de la cellule pour engendrer ledit premier mouvement du disjoncteur, - et des moyens de verrouillage associés au mécanisme de commande pour empêcher toute fausse manoeuvre de sectionnement en position de fermeture des contacts du disjoncteur, caractérisé par le fait que lesdits pôles (20 R, 20 S, 20 T) du disjoncteur (18) sont alignés et échelonnes à intervalles réguliers dans le sens de la profondeur de la cellule, et que chaque pôle comporte une première borne (54) de connexion agencée dans l'axe médian du pôle, et une deuxième borne (56) de connexion présentant un décalage latéral et axial respectivement par rapport à l'axe médian et ladite première borne, tel que le déplacement simultané desdites bornes durant le premier mouvement de translation du disjoncteur s'effectue dans deux plans distincts parallèles à la direction d'alignement des pôles. 2. Tableau électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite première borne (54) de connexion de chaque pôle (20 R, 20 S, 20 T) est dotée d'une pince d'embrochage (58) coopérant en position embrochée du disjoncteur avec une plage d'arrivée (34) de la phase correspondante dudit jeu de barres (32). 3. Tableau électrique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite deuxième borne (56) de connexion de chaque pôle (20 R, 20 S, 20 T) est pourvue d'une pince d'embrochage (60) coopérant en position embrochée du disjoncteur avec une plage de départ (36) agencée à un niveau inférieur à celui de la plage d'arrivée (34) associée, l'intervalle entre lesdits niveaux correspondant au décalage axial desdites bornes. 4. Tableau électrique selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que ledit mécanisme de commande (24) comporte une bielle (64) articulée sur un axe (62) rotatif s'étendant dans la direction d'alignement des pôles à l'op posé de ladite deuxième borne (56) par rapport au plan médian des pales. 5. Tableau électrique selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que la pince d'embrochage (58) associée à la première borne (54) de connexion coopère dans une position intermédiaire située entre les positions extrêmes d'embrochage et de sectionnement dudit premier mouvement du disjoncteur avec un premier contact auxiliaire (90) escamotable mis au potentiel de la terre, tel que le disjonc- teur joue.le rôle de sectionneur de mise à la terre de la cellule lors de la fermeture de ses contacts. 6. Tableau électrique selon la revendication 5, comprenant des volets (76, 78) d'isolement recouvrant en position active les plages d'arrivée lors du débrochage du disjoncteur, caractérisé par le fait que ledit contact (90) escamotable de mise à la terre est agencé sur un volet d'isolement pour être positionné en position intermédiaire du disjoncteur dans le plan médian des pales sur la trajectoire de la pince d'embrochage (58) associée à la première borne (54) de connexion de chaque pôle. 7. Tableau électrique selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la pince d'embrochage (60) associée à ladite deuxième borne (56) de connexion de chaque pôle (20 R, 20 S, 20 T) coopère en position intermédiaire du disjoncteur avec un deuxième contact auxiliaire (92)- agencé entre la plage de départ (36) et le câble de raccordement (42) correspondants. 8. Tableau électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour le raccordement de deux tronçons de jeux de barres (32a, 32b), caractérisé par le fait que ladite première borne (54) de chaque pôle (20 R, 20 S, 20 T) du disjoncteur (18) sectionnable est connectée à l'un (32a) des jeux de barres et que la deuxième borne (56) se raccorde à l'autre jeu de barres (32b) par l'intermédiaire d'un sectionneur de couplage (102) multipolaire susceptible d'être actionné en position d'ouverture lors du débrochage du disjoncteur, de manière à assurer un double isolement de la cellule. 9. Tableau électrique selon la revendication 8, caractérisé par le fait que chaque pôle dudit sectionneur (102) de couplage comporte un couteau (100) pivotant dont le déplacement angulaire entre les positions fermée et ouverte s'effectue perpendiculairement aux tronçons de jeux de barres, dans un plan parallèle au plan médian des pâles du disjoncteur. 10. Tableau électrique selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que la cellule comporte une commande commune du mécanisme de sectionnement (24) du disjoncteur (18), et du dispositif d'actionnement (106) du sectionneur de couplage (102).