Brevet FR2493034A1 — publié le 19820430

DIS3OtCTEUR HAUTE TENSION A AUTOSOUFFLACE A CHAMBRES AUXI LINAIRES D'INSERTION DE RESISTANCES A LA FERMETURE. L'invention est relative à un disjoncteur haute tension à autosoufflage ayant une paire de chambres de coupure principales connectées électriquement en série et portées par un isolateur de support traversé par une tige de commande et une paire de chambres auxiliaires drinsertion de résistances, chacune connectée électriquement en parallèle de l'une des chambres principales et ayant chacune une paire de contacts auxiliaires, ladite tige de commande actionnant un mécanisme de commande des contacts principaux et auxiliaires ayant deux arbres rotatifs, caque arbre rotatif portant un levier coudé oscillant dont l'une des extrémités est articulée sur la tige de commande et l'autre extrémité sur une bielle de commande du contact principal mobile de la chambre principale associée. Un disjoncteur connu du genre mentionné (brevet français NO 2.015.371) permet une fermeture préalable des contacts auxiliaires mettant en circuit une résistance de fermeture avant la fermeture des contacts principaux en vue de limiter les surtensions à la fermeture. I1 est avantageux de dériver l'énergie de fermeture des chambres auxiliaires directement du mécanisme de commande des chambres principales en reliant les contacts mobiles des chambres auxiliaires par une channe cinématique au mécanisme de commande des contacts mobiles principaux. Lors d'une manoeuvre de fermeture les contacts principaux et auxiliaires sont déplacés mécaniquement en position de fermeture, les contacts auxiliaires se fermant en premier lieu, de manière à Insérer une résistance de fermeture avant la fermeture des contacts principaux.Après la fermeture des contacts principaux et au cours d'une deuxième phase du mouvement de fermeture la liaison cinématique d'entraînement des contacts mobiles auxiliaires est rompue pour autoriser une réouyerture par un dispositif de rappel quelconque des contacts auxiliaires, les contacts principaux restant en position fermée. La chaine cinématique connue fait usage d'une came d'entrainement des contacts auxiliaires dont le profil réalise une désolidarisation du contact mobile à la fin de la première phase de fermeture. Ce dispositif est encombrant et peu fiable, le point de réouverture des contacts auxiliaires étant tributaire de phénomènes d'usure ou de défauts de positionnement relatif des pièces constitutives de la chaine cinématique.Le dispositif connu ne permet pas le logement dans le carter commun aux chambres principales et auxiliaires d'un module de disjoncteur constitué de deux chambres de coupure principales associées à deux chambres auxiliaires d'insertion de résistances. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de permettre la réalisation d'un disjoncteur à mécanisme inséreur simple et fiable. Le disjoncteur selon l'invention est caractérisé par le fait que chaque contact auxiliaire mobile est relié par une biellette à une manivelle montée à rotation folle sur l'arbre rotatif associé à la chambre principale opposée, ladite manivelle portant un verrou rotatif à demi-lune susceptible de coopérer avec une butée d'entrainement calée sur l'arbre rotatif pour réaliser une liaison unidirectionnelle entre l'arbre rotatif et la manivelle, la commande intrinsèque de déverrouillage du verrou rotatif étant dérivée du mouvement relatif entre la manivelle et la biellette pour rompre ladite liaison unidirectionnelle par rotation de la demi-lune en une position prédéterminée de la manivelle, l'ensemble étant agencé de telle manière qu'un coulissement de la tige de commande lors d'une manoeuvre de fermeture du disjoncteur engendre une rotation des deux arbres rotatifs, un déplacement en position de fermeture des contacts principaux mobiles des deux chambres principales et pendant une première phase du mouvement un entraSnement synchrone des manivelles de commande des contacts auxiliaires mobiles des deux cham bres auxiliaires par les butées et les verrous rotatifs en position active pour fermer les contacts auxiliaires avant les contacts principaux, les verrous rotatifs étant déver rouillés par rotation des demi-lunes à la fin de ladite première phase correspondant à la fermeture des contacts principaux pour rompre la liaison entre les arbres rotatifs et les manivelles et autoriser une réouverture par des ressorts de rappel des contacts auxiliaires. L'emploi d'une commande intrinsèque de déverrouillage et d'un verrou rotatif à demi-lune assure une précision de fonctionnement remarquable indispensable dans les disjoncteurs du genre mentionné. Le mécanisme de commande est parfaitement symétrique l'un des arbres rotatifs commandant le contact mobile de l'une des chambres principales et le contact mobile de la chambre auxiliaire opposée. Cette disposition symétrique facilite la fabrication et la répartition des efforts de commande. Lors d'une commande d'ouverture du disjoncteur seuls les contacts principaux mobiles sont actionnés, la commande des contacts auxiliaires étant rompue par le déverrouillage du verrou rotatif. En fin de course d'ouverture le verrou vient automatiquement en position verrouillée créant à nouveau la liaison cinématique pour une commande successive de fermeture du disjoncteur. Selon un développement de l'invention, la butée d'entralnement est conformée en came.co- opérant avec le verrou rotatif pour maintenir ce dernier en position de déverrouillage prët à un nouveau verrouillage sous l'action d'un ressort de rappel dès la venue en position d'ouverture des contacts principaux. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné d titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique partielle d'un module d'un disjoncteur haute tension selon l'invention, la paroi avant du carter de commande étant supposée enlevée; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; les figures 4, 5 et ó sont des vues à échelle agrandie du dispositif dè verrouillage de la figure 1, représenté respectivement en position d'ouverture du disjoncteur, en position intermédiaire de fermeture des contacts auxiliaires et principaux du disjoncteur, et en position de fermeture du disjonctcur. Sur les flores, un module 10 d'un disjoncteur haute tension comporte deux chambres de coupure principales 12, 14, connectées électriquement en série et portées par un carter 16, monté sur un isolateur support 18. A chaque chambre de coupure principale 12, 14 est associée une chambre de coupure auxiliaire 20, 22, assujettie au carter 16 et comprenant en série de -contacts auxiliaires (non représentés) des résistances (non représentées), qui shuntent les contacts des chambres principales 12, 14 en position de fermeture des contacts auxiliaires. Les tiges de commande 24,26 des chambres principales 12, 14 sont reliées par des biellettes 28, 30 à des leviers coudés 32, 34 calés sur des arbres rotatifs 36, 38, montés à rotation dans le carter 16. Les leviers coudés 32, 34 sont accouplés par des biellettes 40, 42 à l'extrémité d'une tige de commande 44 traversant l'isolateur support 18 et reliée à une commande, par exem- ple à une commande hydraulique d'un type bien connu des spécialistes. I1 est facile de voir qu'un coulissement vers le haut, sur la figure 1, de la tige de commande 44 provoque une rotation des arbres 36, 3tri, respectivement en sens inverse et en sens des aiguilles d'une montre et un coulissement des tiges 24, 26 en direction de fermeture des contacts principaux des chambres 12, 14. Un coulissement inverse provoque l'ouverture des contacts principaux.La tige de commande 46 de la chambre auxiliaire 20, associée å la chambre principale l2, est reliée par une biellette 48 à une manivelle 50 portée par l'arbre 38. D'une manière symétrique la tige de commande 52 de la chambre auxiliaire 22 est reliée par une biellette 54 à une manivelle 56 portée par l'arbre 36. On notera que l'arbre 36 commande les contacts de la chambre principale 12 et les contacts auxiliaires de la chambre auxiliaire 22, cette dernière étant associée à la chambre principale 14. Inversement, l'arbre 38 commande les contacts de la chambre principale 14 et les contacts de la chambre auxiliaire opposée 20. Cette inversion permet une disposition judicieuse du mécanisme à l'intérieur du carter 16 dont le volume peut être maintenu relativement faible. Les channes cinématiques de liaison des arbres rotatifs 36, 38 et les tiges de commande 46, 52 des contacts auxiliaires des chambres 20, 22 sont identiques, et seule l'une d'entre elles est décrite par la suite, plus particulièrement en référence aux figures 3 à 6. La manivelle 56 est montée folle par un coussinet 58 sur l'arbre 36 portant le levier coudé 32. Sur l'arbre 36 est clavetée cu conformée une came 60 en forme de secteur circulaire présentant une butée frontale 62. La came 60 et la butée 62 cooperent avec un verrou à demilune 64 monté à rotation limitée dans une chape 66 solidaire de la manivelle 56. Le verrou demi-lune 64 est sollicité par un ressort (non représenté) en position de verrouillage, dans laquelle la butée 62 vient en appui du verrou 64 pour créer une liaison unidirectionnelle entre l;'arbre 36 et la manivelle 56. Le verrou demi-lune 64 peut être amené dans une position de déverrouillage par rotation limitée pour, briser l'accrochage entre la butée 62 et la manivelle 56 et rompre la liaison entre l'arbre 36 et la manivelle 56. La commande de déverrouillage comporte une tige d'actionnement 68 articulée par une de ses extrémités en un point 70 de la biellette 54, le point 70 étant excentré par rapport à l'articulation 72 entre la manivelle 56 et la biellette 54.La tige d'actionnement 68 porte à son extrémité opposée une lumière 74, dans laquelle est monté a' coulissement un maneton 76 porté excentriquement par le verrou à demi-lune 64. On comprend que la tige d'actionnement 68, la manivelle 56, le verrou 64 en forme d'excentrique et la bielle 54 constituent un quadrilatère articulé dissymétrique, qui se déforme lors d'un mouvement de rotation de la manivelle 56 en imposant un coulissement du maneton 76 dans la lumière 74 et en fin de course de coulissement une rotation du verrou 64. Le dispositif d'actionnement des contacts auxiliaires fonctionne de la manière suivante En position d'ouverture du disjoncteur, représentée à la figure 4, le maneton 76 du verrou 64 est en une position intermédiaire de la lumière 74, le verrou 64 étant sollicité en position active, la butée 62 étant en regard ou en appui du verrou à demi-lune 64. Lors d'une manoeuvre de fermeture du disjoncteur provoquée par le coulissement vers le haut sur la figure 1 de la tige de commande 44, l'arbre 36 est entrainé en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, et la butée 62 entraine par l'intermédiaire du verrou à demi-lune 64 én position de verrouillage la manivelle 56, qui déplace la bielle 54 en direction de fermeture des contacts de la chambre auxiliaire 22.La rotation symétrique de l'arbre 38 provoque le déplacement en direction de fermeture du contact principal de la chambre 14 et du contact auxiliaire de la chambre 20, l'ensemble étant agencé de telle manière que les contacts des chambres auxiliaires 20, 22 se ferment avant les contacts principaux des chambres principales 12, 14, d'une manière bien connue dey sHéi - listes. La figure 5 montre la position des éléments constitutifs du mécanisme de commande du contact auxiliaire de la chambre 22 en fin de cette première phase de fermeture, dans laquelle les contacts auxiliaires et les contacts principaux sont tous deux fermes.En se référant à cette figure 5, la rotation de la manivelle 56 entraînée par l'arbre 36 a provoqué un mouvement relatif de pivotement de la bielle 54 par rapport à la manivelle 56 engendrant une déformation du quadrilatère articulé constitué par la tige d'actionnement 68, la manivelle 56, le verrou à excentrique 64 et la bielle 54. Cette déformation s' est accompagnée d'un déplacement du maneton dans la lumière 74 Jusqu'à la venue en butée en fin de lumière et par la suite en une rotation du verrou 64. La figure 5 représente l'instant où le verrou 64, tiré par la tige d'actionnement 68, vient en position de déverrouillage libérant la butée 62.Dès la rupture de la liaison entre la came 60 et le verrou 64, venu en position de déverrouillage, la manivelle 56 montée folle sur l'arbre 36 est rappelée en position initiale par un ressort de rappel (non représenté) sollicitant le contact auxiliaire de la chambre 22 en position d'ouverture. Le déverrouillage intervient en fin de course de fermeture du disjoncteur, la tige de commande 44 restant verrouillée en position de fermeture par tout moyen approprié. Il est clair que pendant la course de pivotement de la manivelle 56 dans le sens des aiguilles d'une montre sous l'action du ressort de rappel des contacts auxiliaires en position d'ouverture, la came 60 solidaire de l'arbre 36 reste immobile. La demi-lune du verrou 64 glisse sur la came circulaire 60 en restant en position de déverrouillage.Pendant cette course folle de pivotement de la manivelle 56 le quadrilatère articulé se déforme et sa déformation est autorisée par la lumière 74 coulissant sur le maneton 76. Dans la position fermée du disjoncteur, les contacts des chambres auxiliaires 20, 22 sont ouverts et les contacts des chambres principales 12, 14 sont fermés. Une commande d'ouverture par coulissement vers le bas de la tige de commande 44 provoque une rotation des arbres 36, 38 et un déplacement des contacts des chambres principales 12, 14 en position d'ouverture. Au cours de ce mouvement de pivotement des arbres 36, 38, la manivelle 56 reste immobile, la came 60 pivotant dans le sens des aiguilles d'une montre pour venir dans la position initiale, représentée à la figure 4 dans laquelle le verrou à demi-lune 64 échappant en fin de course à la came 60 revient en position initiale de verrouillage pret à une nouvelle manoeuvre de fermeture. I1 convient de noter que le verrou à demi-lune 64 ne nécessite qu'un faible effort de déverrouillage malgré les forces importantes transmises par le mécanisme de manoeuvre. Cette particularité combinée à la commande intrinsèque de dver- rouillage, réalisée par un quadrilatère articulé à tige d'actionnement 68, assure une précision du déverrouillage en une position prédéterminée exacte de la manivelle 56. Cette précision évite toute course additionnelle ou marge de sécurité se traduisant par une complication du mécanisme et un encombrement additionnel du disjoncteur. Le dispositif est particulièrement simple et peut être logé dans des carters usuels des dsjoncteurs. Le mécanisme fait appel presque exclusivement à des mouvements de rotation dont les avantages sont bien connus. L'invention n'est bien entendu nullement limitee au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté. Revendications 1. Disjoncteur haute tension à autosoufflage ayant une paire de chambres de coupure principales (12, '4) connectées électriquement en série et portées par un isolateur de support (16) traversé par une tige de commande (44) et une paire de chambres auxiliaires (20, 22) d'insertion de résistances, chacune connectée électriquement en parallèle de l'une des chambres principales (12, 14) et ayant chacune une paire de contacts auxiliaires, ladite tige de commande (44) actionnant un mécanisme de commande des contacts principaux et auxiliaires ayant deux arbres rotatifs (36, 38), chaque arbre rotatif portant un levier coudé oscillant (32, 34) dont l'une des extrémités est articulée sur la tige de commande (44) et l'autre extrémité sur une bielle de commande (28, 30) du contact principal mobile de la chambre principale (12,14) associée, caractérisé en ce que chaque contact auxiliaire mobile est relié par une biellette (48, 54) à une manivelle (50, 56) montée à rotation folle sur l'arbre rotatif (36,38) associé à la chambre principale opposée (12, 14) ladite manivelle (50, 56) portant un verrou rotatif (64) à demilune susceptible de coopérer avec une butée d'entratnement (62) calée sur l'arbre rotatif (36, 38) pour réaliser une liaison unidirectionnelle entre l'arbre rotatif et la manivelle, la commande intrinsèque de déverrouillage du verrou rotatif étant dérivée du mouvement relatif entre la manivelle (50, 56) et la biellette (48, 54) pour rompre ladite liaison unidirectionnelle par rotation de la demi-lune (64) en une position prédéterminée de la manivelle (50, 56), l'ensemble étant agencé de telle manière qu'un coulissement de la tige de commande (44) lors d'une manoeuvre de fermeture du disjoncteur engendre une rotation des deux arbres rotatifs (36, 38), un déplacement en position de fermeture des contacts principaux mobiles des deux chambres principales (12, 14) et pendant une première phase du mouvement un entrainement synchrone des manivelles (50, 56) de commande des contacts auxiliaires mobiles des deux chambres auxiliaires (20, 22) par les butées (62) et les verrous (64) rotatifs en position active pour fermer les contacts auxiliaires avant les contacts principaux, les verrous rotatifs (64) étant déverrouillés par rotation des demi-lunes à la fin de ladite première phase correspondant à la fermeture des contacts principaux pour rompre la liaison entre les arbres rotatifs (36, 38) et les manivelles (50, 56) et autoriser une réouverture par des ressorts de rappel des contacts auxiliaires. 2. Disjoncteur selon la revendication 1. caractérisé en ce que ledit verrou rotatif (64) comporte un excentrique (76) monté à rotation sur la manivelle (56) et commandé par une tige d'actionnement (68) articulée d'une part sur le maneton (76) de ltexcentrique et d'autre part sur la biellette (54) de la manivelle (56) en un point excentré de manière à imposer une rotation du verrou (64) lors d'un déplacement angulaire entre ladite biellette (54) et ladite manivelle (56) par rotation de cette dernière. 3. Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tige d'actionnement (68) présente une coulisse (74) pour réaliser une liaison unidirectionnelle devenant active dans le sens du déverrouillage après une course morte prédéterminée, ledit verrou (64) étant sollicité élastique- ment en position de verrouillage. 4. Disjoncteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite butée d'entrainement (62) est agencée en came circulaire (60) coopérant avec le verrou demi-lune (64) après déverrouillage de ce dernier pour le maintenir en position de déverrouillage.