Brevet FR2511807A1 — publié le 19830225

Sectionneur interrupteur multipolaire à embrochage et débrochage sur un jeu de barres. La présente invention concerne un sectionneur interrupteur multipolaire à embrochage et débrochage sur un jeu de barres. On connalt, notamment par le brevet français n 72 04302 déposé le 9 février 1972, un sectionneur rotatif débrochable latéralement. Un besoin industriel s'est manifesté d'avoir un appareil qui présente les mêmes facilités d'extraction, mais qui possède en outre un pouvoir de coupure en charge, de manière à faciliter les manoeuvres et de réduire l'usure. Un tel appareil peut être dénommé sectionneur interrupteur. Les buts de l'invention sont donc de réaliser un sectionneur interrupteur - ayant une possibilité de prise de courant (ou embrochage) directe sur des barres, sans connexion intermédiaire - permettant de fermer et d'ouvrir le circuit en charge, donc doté d'un pouvoir de coupure et de fermeture - de permettre le sectionnement pour isoler le circuit avec les distances d'isolement dans l'air correspondant aux normes de sécurité. Un autre but de l'invention est de réaliser un tel appareil compact, dont toutes les fonctions sont obtenues par un nombre réduit de pièces situées toutes dans un même boitier. L'invention a pour objet un sectionneur interrupteur multipolaire à embrochage et débrochage sur un jeu de barres, et extractible latéralement, comprenant, pour chaque pôle, - une paire de couteaux mobiles coopérant par une extrémité avec une barre et par une autre extrémité avec un contact fixe relié à un conducteur de sortie, - une chambre d'extinction d'arc, caractérisé en ce que chaque paire de couteaux mobiles est articulée autour d'un premier axe ledit axe étant assujetti à se déplacer parallèlement à lui-même selon une trajectoire comprenant une portion de circonférence suivie d'une portion sensiblement rectiligne, ledit premier axe étant relié par un premier jeu de bielles à un arbre, le sectionneur comprenant des moyens d'entrainement en rotation de l'arbre, un second jeu de bielles étant articulé sur l'arbre et à ltextrémité des couteaux côté barre, une première rotation de l'arbre produisant, par l'intermédiaire des bielles, un déplacement de l'axe selon la première portion accompagné d'une séparation de la paire de couteaux mobiles et du contact fixe, une seconde rotation de l'arbre consécutive à la première et dans le même sens produisant un déplacement de l'axe selon la seconde portion accompagné d'une séparation de la paire de couteaux et de la barre. Avantageusement l'assujettissement à une trajectoire de l'axe est obtenu par guidage des extrémités de l'axe dans des rainures pratiquées dans des parois de la chambre. L'invention sera bien comprise par la description ci-après d'un mode préféré de réalisation, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en coupe latérale de l'appareil en position de fermeture - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II pour les pôles extremes et selon la ligne II'-II'pour les pôles centraux - la figure 3 est une vue en coupe latérale de l'appareil en position d'ouverture - la figure 4 est une vue en coupe latérale de l'appareil en position de sectionnement. Dans la figure 1, quatre barres conductrices verticales 1 sont noyées dans une matière isolante moulée 2, et constituent un système triphasé avec neutre. Les barres sont nues et accessibles chacune par un alvéole 12 en portion de cylindre pratiqué dans la matière moulée. Le sectionneur-interrupteur peut coulisser dans deux glissières 13 et 13' placées à l'avant du bloc des barres isolées grâce à deux supports, un support inférieur 4 et un support supérieur 4'. Sur ces supports est montée une enveloppe de l'appareil qui comprend plusieurs éléments moulés 15 s'emboitant les uns dans les autres définissant des chambres à parois 15' verticales. Les éléments d'extrémités sont référencés 16, et les parois verticales extremes 16'. Tous ces éléments peuvent etre maintenus ensemble par des tringles serties ou boulonnées non représentées. Les parois 16 et 16' comportent des rainures 17 dont le rôle sera expliqué plus loin, et des orifices pour le passage de l'arbre 5 de l'interrupteur. Cet arbre 5, à section carrée ou polygonale, est métallique et entraine des arbres isolants 6 qui s'emboltent les uns dans les autres et sont montés avant fermeture des éléments 15 et 16 de l'enveloppe ; ces arbres isolants 6 ont une partie formant manivelle 19 et présentent deux méplats 20. L'interrupteur comprend, pour chaque phase, deux couteaux 25 à contacts ponctuels serrés l'un vers l'autre par deux bielles-ressorts 8 et 9. La bielle 8, en acier à ressort, a une forme de U à section circulaire dont les extrémités s'enroulent autour de tétons 26 des couteaux 25 ; la partie centrale 27 du U peut tourner dans un alvéole ménagé, dans 1' enveloppe. Les bielles 9, du meme type que les bielles 8, s'enroulent autour d'un axe 29 dont les extrémités s'engagent dans les rainures 17 ; des cales 30 maintiennent un écartement minimal entre ces couteaux, quand l'appareil est ouvert ou sectionné ; la partie centrale des bielles 9 est engagée dans un orifice ménagé dans la manivelle 19. Chaque couteau a deux points de contact intérieur du côté barre, et un point de contact intérieur à l'autre extrémité. De ce coté un deuxième contact est obtenu par appui sur chant de l'extrémité des couteaux sur l'extrémité 31 d'un contact fixe 32, qui comporte en outre un plot central 33. L'interrupteur 32 supporte une prise 34 pour un fusible Il muni d'un indicateur de fusion 38. Une prise 36, à l'autre extrémité du fusible, est reliée à une plage de raccordement 37 d'où part, par une cosse 39, un conducteur (câble) d'utilisation 39'. Des plaques 42 sont prévues pour la desionisation de l'arc. L'arbre 5 est terminé par un embout 50 muni d'un ergot 51 qui s'engage dans un logement 10 fixe quand le sectionneur-interrupteur n'est pas en position de sectionnement, mais qui s'en dégage lorsque l'appareil est en position de sectionnement, ce qui permet de faire coulisser et d'extraire l'appareil. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant - dans les figures 1 et 2 l'appareil est en position fermée. Pour chaque phase, le courant passe de la barre 1 dans les couteaux 25, le contact fixe 32, la prise 34, le fusible 11, la prise 36, la plage 37 et le conducteur de sortie (câble) 39'. Pour ouvrir l'interrupteur, la rotation de l'arbre 5 manoeuvré brusquement grâce à un dispositif à ressort connu en soi, entralne la manivelle 19 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre ; la bielle ressort 9 est également entraînée ltextrémité de cette bielle enserre l'arbre 29 qui glisse dans la partie inférieure 17A de la rainure 17. cette partie inférieure 17A est une couronne dont le centre est situé en 40, à l'extrémité gauche de la bielle 8 et à l'extrémité des couteaux 25 ; ceux-ci tournent donc autour du point 40, sans quitter la barre 1 ; le mouvement de l'arbre 5 provoque la séparation des contacts 25 et 31 : l'arc prend naissance entre l'extrémité supérieure de 31 et la pointe inférieure 41 du couteau 25 ; il est soufflé dynamiquement et refroidi dans les plaques de désionisation 42. La position est alors celle de la figure 3. Lors de la fermeture l'opération inverse se produit ; la rotation de l'arbre 5 entraîne les couteaux 25 via la manivelle 19 et les bielles ressorts 9. Le sectionnement est obtenu de la manière suivante - l'interrupteur sectionneur étant dans la position de la figure 3, en tournant l'arbre 5 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, l'arbre 29 coulisse, cette fois dans la deuxième partie 17B de la rainure 17 ; cette partie étant prati quement rectiligne, il en résulte une rotation de l'ensemble bielle 8, couteaux 25, bielle 9, autour de 27. De ce fait, les couteaux 25 quittent la barre 1 et se logent à l'intérieur de l'appareil.A la fin de cette opération, l'ergot 51 sort de son logement 10, ainsi il est possible d'une part, depuis l'avant de la cellule d'observer un espace libre entre l'appareil et la barre (c'est la coupure visible) ; d'autre part, l'ergot étant sorti, il est possible de retirer l'appareil grâce aux glissières 13, et même de l'extraire de la cellule, ou du compartiment après avoir démonté les conducteurs 39 ; et éventuellement l'entretenir ou le remplacer par un autre. Lors de l'opération de fermeture du dispositif de sectionnement la manoeuvre est faite en sens inverse c'est-à-dire par une rotation de l'arbre 5 dans le sens des aiguilles d'une montre. On remarque dans la figure 1, qu'en position interrupteur fermé, le contact en 31 est maintenu par le passage d'un point mort en E, ce qui assure une excellente tenue aux court-circuits (les contacts ne peuvent s'ouvrir d'eux-mêmes) La présence de deux couteaux en parallèle donne des contacts compensés qui va dans le sens de la tenue aux courants de court-circuits. L'appareil présente en outre une bonne tenue en échauffement au passage du courant permanent, car le nombre de pièces de contact en série est limité : barre-couteaux et couteaux-contact fixe 32. La fonction interruption est entièrement réalisée à l'intérieur de chambres de coupure cloisonnées entre phases ; les effets dus à l'arc sont limités à la chambre elle-meme et le fait que les barres sont dénudées partiellement interdit la propagation de l'arc le long des barres, ou d'une barre à l'autre. Le passage du point mort en E facilite la rupture du contact dans le cas éventuel d'une soudure aux points de contacts, car l'effort d'arrachement au droit des contacts est important, tant au niveau des contacts 25-32 côté chambre d'interruption, qu'au niveau des contacts 1-25 dans l'alvéole 12 où l'effort est un couple de torsion. REVENDICATIONS 1/ Sectionneur interrupteur multipolaire à embrochage et débrochage sur un jeu de barres, et extractible latéralement, comprenant, pour chaque pôle, - une paire de couteaux mobiles coopérant par une extrémité avec une barre et par une autre extrémité avec un contact fixe relié à un conducteur de sortie, - une chambre d'extinction d'arc, caractérisé en ce que chaque paire de couteaux mobiles (25) est articulée autour d'un premier axe (29)ledit axe étant assujetti à se déplacer parallèlement à lui-même selon une trajectoire comprenant une portion de circonférence (17A) suivie d'une portion sensiblement rectiligne (17B), ledit premier axe étant relié par un premier jeu de bielles (9) à un arbre (6), le sectionneur comprenant des moyens d'entrainement en rotation de l'arbre, un second jeu de bielles (8) étant articulé sur l'arbre et à l'extré- mité des couteaux côté barre, une première rotation de l'arbre produisant, par l'intermédiaire des bielles, un déplacement de l'axe selon la première portion accompagné d'une séparation de la paire de couteaux mobiles et du contact fixe (31), une seconde rotation de l'arbre consécutive à la première et dans le même sens produisant un déplacement de l'axe selon la seconde portion accompagné d'une séparation de la paire de couteaux et de la barre (1). 2/ Sectionneur interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'assuJettissement à une trajectoire de l'axe (29) est obtenu par guidage des extrémités de l'axe dans des rainures (17) pratiquées dans des parois de la chambre (15). 3/ Sectionneur interrupteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la première portion de trajectoire est une portion de circonférence ayant sensiblement pour centre le point de contact entre la barre (1) -et le couteau (25). 4/ Sectionneur interrupteur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le premier jeu de bielles (9) est arti culé à l'arbre (6) par l'intermédiaire d'une partie (19) de l'arbre formant manivelle, ladite partie et lesdites bielles formant, en position fermée du sectionneur interrupteur, un angle rentrant nécessitant un passage de point mort lors de l'ouverture, contre l'action de 11 extrémité (31) du contact fixe (32) formant ressort. 5/ Sectionneur interrupteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les couteaux (25) portent chacun deux points de contact du côté barre, et, côté coupure, un point de contact latéral et un contact en bout formant ressort. 6/ Sectionneur interrupteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est monté sur des glissières (13) perpendiculaires aux barres (1).