Brevet FR2462012A1 — publié le 19810206

L'invention est relative à un dispositif de manoeuvre d'un disjoncteur à haute tension sous atmosphère de gaz diélectrique à l'aide d'une bielle isolante se déplaçant à l'intérieur d'un isolateur cylindrique. Pendant la manoeuvre d'ouverture un tel disjoncteur nécessite la transmission d'une énergie très importante dans la chambre de coupure. En effet, cette énergie est destinée à la fois au déplacement des contacts mobiles et à la compression du gaz diélectrique de soufflage. Lors de la manoeuvre de fermeture 1 'énergie requise est moins importante, car il n'est pas nécessaire de comprimer le gaz mais de pouvoir fermer sur court-circuit. Pour la transmission de cette énergie on utilise une bielle qui travaille à la traction lors de l'ouverture. Mais comme cette bielle doit travailler en compression à la fermeture, ses caractéristiques sont alors imposées par sa tenue au flambage. Or son diamètre croit avec sa longueur, c'est-à-dire avec la valeur de la tension, ce qui rend le dispositif particulièrement onéreux. Cependant, pour les tensions élevées, on peut bien utiliser plusieurs chambres de coupure en série, par exemple pour 420 kV, en plaçant en série quatre chambres montées sur un ou deux isolateurs supports, qui ont alors de larges dimensions pour supporter les chambres et la transmission d'efforts importants. Mais si pour cette même tension, trois chambres suffisent, il est alors difficile de monter un nombre impair de chambres sur des supports destinés à recevoir un nombre pair de chambres. Pour avoir un nombre impair de chambres, on est donc conduit à placer celles-ci verticalement, chacune sur un pied qui pour être économique doit être de très faible diamètre, ce qui n'est pas compatible avec une bielle de gros diamètre.Pour éviter le flambage de bielles de faible diamètre dans un isolateur cylindrique, il a été proposé de fixer périodiquement sur la bielle des pièces intercalaires pour empêcher la déviation latérale de la bielle dans l'isolateur lors de la manoeuvre de fermeture. Mais de telles pièces isolantes, qui doivent être ajourées pour ne pas entraver le passage du gaz diélectrique à l'intérieur de l'isolateur, sont nécessairement fragiles et d'autre part elles nécessitent autant de dispositifs de fixation sur la bielle qu'il y a de pièces intercalaires. La présente invention a pour but un dispositif de manoeuvre d'un disjoncteur permettant la transmission d'efforts très importants pendant des temps très courts, mais présentant néanmoins de faibles dimensions, donc peu onéreux. L'invention a pour objet un dispositif de manoeuvre d'un disjoncteur à haute tension sous atmosphère de gaz diélectrique, comprenant à l'intérieur d'un isolateur cylindrique une bielle de manoeuvre isolante entrainée par un organe moteur, caractérisé en ce que la bielle comporte des nervures longitudinales dont la courbure de l'extrémité radiale épouse avec jeu la forme de l'isolateur. Selon un mode de réalisation, la bielle peut être constituée par un faisceau de tiges élémentaires et les nervures peuvent être constituées par des tiges disposées à la périphérie d'une tige centrale. Les tiges peuvent alors être disposées dans des encoches périphériques de la tige centrale. Selon une caractéristique, la bielle peut présenter une section cruciforme. Selon une autre caractéristique, le rayon de courbure de l'extrémité des nervures est égale au rayon de courbure de l'intérieur de l'isolateur. Les bielles en résine armée peuvent être réalisées par pultrusion ou tout autre technique d'imprégnation. La surface externe de l'extrémité de la bielle peut être revêtue d'une couche à base de polytétrafluoréthylène. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparattront dans la description de modes de réalisation donnés, ci-après, à titre d'exemples, et illustrés dans les dessins. La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un disjoncteur comportant un dispositif de manoeuvre selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale selon II-II du dispositif selon la figure 1. La figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 montrant un autre mode de réalisation du dispositif. La figure 4 est une vue schématique en coupe axiale d'une extrémité du dispositif selon la figure 3. Dans la figure 1, on a désigné par 1 l'isolateur de la chambre de coupure d'un disjoncteur comprenant de manière connue un contact fixe 2 et un contact mobile 3 muni de contacts d'arc et solidaire d'un cylindre mobile 8 de soufflage coopérant avec un piston fixe 4. Le contact mobile 3 est entrainé par une bielle 5 en matériau isolant disposée à l'intérieur d'un isolateur cylindrique 6 supportant l'isolateur 1 de la chambre de coupure et reposant lui-même sur une bride d'étanchéité 9. La chambre de coupure intérieure à l'isolateur 1 et l'espace intérieur de l'isolateur 6 sont remplis d'un gaz diéleetrique, tel que de l'hexafluorure de soufre, dont la pression peut être contrôlée par un manomètre 10 et dont l'alimentation peut être commandée par une vanne 11. L'extrémité inférieure de la bielle 5 est entrainée par un vérin 7 suspendu sous la bride 9. La bielle 5 traverse la bride 9 à travers des joints d'étanchéité non représentés et une chambre 12, communiquant avec l'atmosphère par un conduit 13, est interposée entre la bride 9 et la chambre de travail en regard du vérin 7. Pour empêcher le flambage de la bielle 5, celle-ci comporte sur la périphérie de son corps central, qui est de faible diamètre, des nervures longitudinales 14 disposées en croix et dont les extrémités radiales 15 épousent avec un faible jeu la courbure de l'intérieur de l'isolateur 1 comme il est visible dans la figure 2. Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, la bielle est constituée par un faisceau de tiges cylindriques 21 assemblées autour d'une tige centrale 22. A cet effet, la tige centrale 22 comporte des encoches périphériques cylindriques 23 dans lesquelles des tiges périphériques 21 sont enfilées. Les tiges 21 sont alors inscrites le long du cylindre inférieur de l'isolateur 1. Les tiges 21 sont maintenues à leurs extrémités en butée contre un manchon d'accouplement 24 avec la tige centrale 22. Dans les deux modes de réalisation la communication du gaz diélectrique contenu dans l'isolateur avec celui du gaz de la chambre de coupure est assurée par la présence d'espaces longitudinaux formés entre les nervures. Lors de la manoeuvre de déclenchement, le vérin 7 se déplace vers le bas, tirant sur la bielle qui déplace le contact mobile 3 et l'arc est soufflé par la compression du gaz contenu dans le cylindre mobile 8. Lors de la manoeuvre d'enclenchement le vérin 7 se déplace de bas en haut et la bielle travaille alors en compression. La bielle 5 des figures 1 et 2 étant de faible diamètre extérieur prend appui sur la surface intérieure de l'isolateur support 6. - La composante horizontale de l'effort est faible puisque le jeu entre bielle et isolateur support 6 est lui-même faible, d'autre part l'enveloppe de l'isolateur support 6 n'est sollicitée que pendant un court instant, puisqu'en fin de manoeuvre, il ne subsiste qu'une faible contrainte statique due au poids des parties mobiles. Avec la bielle selon le mode de réalisation des figures 3 et 4, on obtient un fonctionnement semblable. Les tiges périphériques 21 sont maintenues entre la paroi intérieure de l'isolateur cylindrique 6 et la tige centrale 22 sans pièce particulière de fixation autre que le manchon d'accouplement 24. Les bielles en matériau isolant sont fabriquées à l'aide de fibres de hautes caractéristiques mécaniques. Ces fibres peuvent être noyées dans une matière à base de résines polyester ou époxydes. De telles bielles, pleines ou creuses, peuvent être obtenues suivant différentes techniques - par imprégnation d'un tissu enroulé sur un mandrin - par enroulement filamentaire à partir d'un fil roving - par pultrusion, c'est-à-dire par traction à travers une filière de fils roving imprégnés de résine pour donner aux éléments constitutifs de la bielle la forme de section désirée. Cette dernière technique est particulièrement intéressante pour la réalisation de bielles pleines ayant une section en forme de croix ou d'étoile par exemple. Les avantages de la solution sont les suivants - gain sur le diamètre de la bielle de transmission, donc inertie faible et mise en vitesse plus rapide, d'où gain aussi sur l'énergie mise en jeu - utilisation d'isolateurs de dimensions plus standard, car de diamètre intérieur plus important et d'obtention plus facile et moins onéreuse - gain corrélatif sur le support isolant qui ne travaille plus en flexion mais uniquement en traction et compression et peut, de ce fait, garder le même diamètre quelle que soit sa longueur donc la tension du disjoncteur Pour des supports très longs ou pour des disjoncteurs installés dans des zones soumises à des séismes, des tirants empêchent la contrainte en flexion - possibilité de monter économiquement un nombre de chambres impair - la section cruciforme ou étoilée de la bielle permet le passage du gaz pour la réalimentation, évite le freinage de ltéquipage mobile et réduit les surfaces en frottement avec la surface intérieure de la porcelaine, tout en gardant un jeu acceptable avec l'isolateur - absence de pièces intermédiaires. Il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains éléments pas d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de manoeuvre d'un disjoncteur à haute tension sous atmosphère de gaz diélectrique, comprenant à l'intérieur d'un isolateur cylindrique une bielle de manoeuvre isolante entratnée par un organe moteur, caractérisé en ce que la bielle (5) comporte des nervures longitudinales (14) dont la courbure de l'extrémité radiale (15) épouse avec jeu la forme de l'isolateur. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bielle est constituée par un faisceau de tiges élémentaires (21, 22). 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les nervures sont constituées par des tiges cylindriques (21) disposées à la périphérie d'une tige centrale (22). 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tiges périphériques (21) sont disposées dans des encoches périphériques (23) de la tige centrale (22) et maintenues par une butée (24) aux extrémités de la tige. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la section de la bielle (5) est cruciforme. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à-5, caractérisé en ce que le rayon de courbure de l'extrémité (15) des nervures est égal au rayon de courbure de l'intérieur de l'isolateur. 7/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bielles sont réalisées en résine armée. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bielle est obtenue par pultrusion. 9/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface externe de l'extrémité de la bielle est revêtue d'une couche à base de polytétrafluoréthylène.