Brevet FR2526581A1 — publié le 19831110

DISPOSITIF DE COMMANDE DES POLES D'UN DISJONCTEUR MULTIPO- LAIRE HAUTE TENSION. L'invention est relative à un dispositif de commande d'un appareil électrique, notamment d'un disjoncteur multipo- laire haute tension à pôles espacés disposés en ligne sur un châssis, chaque pôle ayant une enceinte remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée et une tige de commande des contacts, les tiges de contact de l'ensemble des pales étant reliées à un arbre commun de commande actionné par un organe de commande. Les disjoncteurs du genre mentionné comportent généralement trois pôles en forme de colonne disposés en ligne sur un châssis, l'entraxe étant déterminé par la rigidité diélec- trique du milieu environnant La commande simultanée des trois pôles est réalisée par une tringle reliant les tiges de contacts des différents pôles, cette tringle étant ac- tionnée par un organe de commande commun aux trois pôles. Dans un dispositif connu, le châssis de support des pôles constitue un carter étanche reliant les enceintes des dif- férents pôles et contenant la tringle de commande, qui tra- %erse la paroi du carter d'une manière étanche pour coopé- rer avec l'organe de commande disposé à l'extérieur du car- ter Cet ensemble connu est volumineux et d'une fabrica- tion compliquée et ne permet aucune adaptation aux condi- tions d'utilisation, par exemple une modification de l'en- traxe des pôles i La présente invention a pour but de remédier à ces incon- vénients et de permettre la réalisation d'un dispositif de commande simple et modulaire. Le dispositif de commande selon l'invention est caractérisé par le fait que ledit arbre de commande est un arbre rota- tif logé à l'intérieur d'un carter étanche reliant lesdits pôles et communiquant avec les enceintes des pôles, l'une des extrémités de l'arbre traversant d'une manière étanche la paroi du carter pour être reliée à l'organe de commande disposé à l'extérieur du carter. L'arbre de commande effectue uniquement un mouvement de rotation et dans le cas général d'un arbre de section cir- culaire le diamètre du carter n'est que faiblement supé- rieur à celui de l'arbre rotatif L'arbre rotatif et le carter sont avantageusement réalisés en plusieurs tronçons alignés qui s'étendent dans l'entraxe des différents pales. A partir d'éléments standards il est possible de réaliser des disjoncteurs ayant un nombre quelconque de pôles La subdivision de l'arbre de commande en plusieurs tronçons permet d'autre part une compensation des défauts d'aligne- ment des différents pôles. Selon un développement de l'invention, les tronçons suc- cessifs de l'arbre rotatif sont accouplés en étant embol- tés dans les moyeux des manivelles de commande des tiges de contact des pôles Les extrémités emboîtées sont cannelées pour réaliser un accouplement rigide et une transmission efficace de l'effort de commande Chaque pôle présente à sa base un carter de logement de la manivelle de commande, ce carter présentant des brides de raccordement des tron- çons de carter gainant l'arbre de commande L'étanchéité de l'ensemble constitué par les enceintes des pales et le carter est assurée par des joints statiques au niveau des brides de raccordement et par un joint dynamique unique au droit de la traversée de l'arbre de commande Sur l'ex- trémité externe de l'arbre deécommande est clavetée une manivelle attaquée d'une part par un ressort de déclenche- ment, et d'autre part par un mécanisme de commande Ce mécanisme peut être une commande électrique, mécanique, hydraulique ou pneumatique, et dans un mode de mise en oeuvre préféré il comporte un ressort de fermeture capable d'armer le ressort d'ouverture ou de déclenchement au cours de la manoeuvre de fermeture des pôles. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res- sortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dis- joncteur'tripolaire, équipé d'un dispositif de commande selon l'invention; la figure 2 est une vue de droite de la figure 1; la figure 3 est une vue à échelle agrandie et en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1, le châssis de support n'étant pas représenté. Sur les figures, trois pôles 10, 12, 14 en forme de co- lonnes, sont portés par une poutre 16 en forme de caisson reposant sur deux pieds 18, 20 Les pieds 18, 20 et la poutre 16 constituent un châssis sur lequel sont fixés avec un entraxe déterminé par la rigidité diélectrique de l'air, les pôles 10, 12, 14 Les pôles 10, 12, 14 compor- tent chacun une enceinte étanche remplie d'hexafluorure de soufre dans laquelle sont logés les contacts reliés à une tige de commande et un dispositif d'autosoufflage, par exemple à volume pistonnable La base de chaque pôle 10, 12, 14 est conformée en un carter 22 de logement d'une mani- velle 24, sur laquelle est-articulée l'extrémité de la tige de contact 26 Les carters 22 sont logés à l'inté- rieur de la poutre 16, et les manivelles 24 se débattent dans des plans perpendiculaires à la direction longitudi- nale de la poutre 16 Un arbre rotatif de commande 28 en quatre tronçons 30, 32, 34, 36 alignés, relie d'une part les manivelles 24 des pôles entre elles, et d'autre part ces manivelles 24 avec une manivelle de commande 38 Les extrémités cannelées 40 des tronçons 30, 32, 34, 36 sont emboîtées dans les moyeux 42 des manivelles 24, qui con- stituent des manchons de liaison rigide entre les tron- çons successifs L'arbre rotatif 28 est monté à rotation dans des roulements 44 portés par les carters 22 et il est facile de voir que l'ensemble constitue un arbre rigide portant trois manivelles 24 espacées de commande des con- tacts des pôles 10, 12, 14, et une manivelle d'actionnement 38 L'arbre rotatif 28 s'étend à l'intérieur d'un carter constitué d'une part par les carters 22 et d'autre part par des tronçons de carter 46, 48 s'étendant dans l'entraxe des pales 10, 12, 14 Les tronçons 46, 48 portent à leurs extré- mités des brides de raccordement 50 fixées avec interposi- tion de joints d'étanchéité 52 à des brides 54, 56 des car- tels 22 Dans l'exemple illustré par la figure 3, les car- ters 22 des pôles 12, 14 sont identiques, le carter 22 du pale 10 présentant un prolongement 58 de logement d'un joint dynamique d'étanchéité 60 entourant le tronçon 30 de l'arbre rotatif 28 Il est clair que l'ensemble des carters 22 pourrait être identique, le prolongement 58 étant dans ce cas réalisé par une pièce rapportée au carter 22 du pôle 10. Du cicté opposé à la traversée étanche de l'arbre 28 le car- ter est obturé par un couvercle 62 boulonné sur la bride 56 du carter 22 du pôle 14. Les trois enceintes des pales 10, 12, 14 communiquent entre elles par les tronçons de carter 46, 48, et-le remplissage de ces enceintes en hexafluorure de soufre peut être réali- sé par un orifice obturable unique Les tronçons 46, 48 sont avantageusement de section circulaire et leur diamètre interne n'est que faiblement supérieur au diamètre de l'arbre 28 Les tronçons 46, 48 s'étendent à l'intérieur de la poutre 16 et ils permettent une commande des trois pales par un seul arbre avec une seule étanchéité dynamique. La manivelle de commande 38, disposée à l'extérieur du car- ter, est attaquée d'une part par un ressort de déclenche- ment 64 et d'autre part par une biellette 66 d'un organe de commande 68, schématiquement représentés par un coffret sur les figures 1 et 2 L'organe de commande 68 peut être une commande hydraulique, pneumatique, électrique ou méca- nique, et elle ne sera pas décrite en détail par la suite. Dans un exemple de réalisation cette commande 68 est une commande mécanique du type décrit dans le brevet français n 1586 097 Cette commande comporte un ressort de ferme- ture capable d'armer le ressort de déclenchement ou d'ou- verture 64 au cours de la manoeuvre de fermeture des pôles , 12, 14 La commande 68 comporte des accrochages en position d'ouverture et de fermeture permettant une com- mande d'enclenchement et de déclenchement, notamment à distance, d'une manière bien connue des spécialistes. Le fonctionnement du mécanisme ressort de l'exposé précé- dant Une commande d'ouverture ou de fermeture par l'or- gane de commande 68 provoque la rotation de l'arbre 28 dans un sens ou dans l'autre, cette rotation étant trans- mise par les manivelles 24 aux tiges de contact 26 des trois pôles 10, 12, 14 Il convient de noter que l'effort est transmis du tronçon 30 vers le tronçon 32 par l'inter- médiaire du moyeu 42 de la manivelle 24 dont la résistance doit bien entendu être fixée en conséquence D'une manière analogue l'effort entre les tronçons 32, 34 est transmis par le moyeu de la manivelle 24 du pôle 12 La liaison en- tre les tronçons 30 à 34 et les moyeux 42 peut être réalisée d'une manière différente, par exemple par clavetage, la liaison décrite par cannelures présentant l'avantage d'une répartition uniforme des contraintes. L'ensemble constitue un système modulaire faisant large- ment appel à des éléments standards, notamment des tron- çons d'arbre 32, 34 et de carters 46, 48 La réalisation d'un disjoncteur quadripolaire est obtenue par simple ad- dition d'un pale additionnel du caté opposé à la manivelle 38, ce pale additionnel étant relié au pôle adjacent 14 par un tronçon d'arbre et un tronçon de carter analogues aux tronçons 34, 48 s'étendant dans l'entraxe des pales 12, 14 ou 10, 12 L'entraxe des différents pales peut être augmenté ou réduit en utilisant des tronçons d'arbre et de carter de longueur différente Le mouvement rotatif de l'arbre 28 permet une réduction notable de l'encombrement du carter tout en conservant une liaison rigide entre les différents pôles Le système modulaire selon l'invention facilite le montage qui peut être réalisé sur le site Dans ce cas les pôles sont montés en usine, la fixation sur la poutre 16 et la liaison par des tronçons de barre 32, 34 et des tron- çons de carter 46, 48 s'effectuant sur place par simple emboîtement des tronçons de barre dans les moyeux 42 et raccordement des tronçons de carter 46, 48 par les brides de raccordement 50 Un même disjoncteur peut être équipé à la demande de l'utilisateur de différents organes de com- mande par simple remplacement du coffret 68. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de réalisation plus particulièrement décrit. Revendications 1 Dispositif de commande d'un appareil électrique, notam- ment d'un disjoncteur multipolaire haute tension à pôles 110, 12, 14) espacés disposés en ligne sur un châssis ( 16), chaque pôle ayant une enceinte remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée et une tige ( 26) de commande des con- tacts, les tiges ( 26) de contact de l'ensemble des pôles étant reliées à un arbre ( 28) commun de commande actionné par un organe de commande ( 68) , caractérisé en ce que ledit arbre de commande ( 28) est un arbre rotatif logé à l'inté- rieur d'un carter étanche ( 46, 48) reliant lesdits pôles et communiquant avec les enceintes des pôles, l'une ( 30) des extrémités de l'arbre ( 28) traversant d'une manière étanche la paroi du carter pour être reliée à l'organe de commande ( 68) disposé à l'extérieur du car-ter. 2 Dispositif de commande selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit arbre rotatif ( 28) comporte des tron- çons alignés ( 32, 34) s'étendant dans l'entraxe de deux pôles ( 10, 12, 14) en étant solidarisé au tronçon suivant par une manivelle ( 24) d'actionnement de la tige de contact ( 26) du pôle correspondant. 3 Dispositif de commande selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les extrémités cannelées aboutées des tron- çons successifs ( 30-36) des tronçons de l'arbre rotatif ( 28) sont emboîtées dans le moyeu ( 42) de la manivelle ( 24) con- stituant un manchon de liaison rigide desdits tronçons. 4 Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit carter comporte des tronçons alignés ( 46, 48) s'étendant dans l'entraxe de deux pôles ( 10, 12, 14) et se raccordant d'une manière étanche à l'enceinte du pôle conformée à sa base en carter ( 22) de logement de la mani- velle ( 24) d'actionnement de la tige de contact ( 26). Dispositif selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que le carter comporte un orifice obturable de remplis- sage de gaz du volume constitué par le carter et les en- ceintes des pales. 6 Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé de commande ( 28). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ressort ( 64) extérieur de déclenchement attaque l'extrémité externe de l'arbre de commande ( 28), ledit ressort étant armé lors de la manoeu- vre d'enclenchement de l'arbre de commande par l'organe de commande ( 68). 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit organe de commande ( 68) comporte un ressort de fermeture coopérant avec un mécanisme de commande à accro- chage en positions de déclenchement et d'enclenchement. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pales ( 10, 12, 14) en forme de colonne sont montés sur un châssis ( 16) allongé en caisson, à l'intérieur duquel s'étend ledit carter. Dispositif de commande selor l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consti- tue un ensemble modulaire formé de tronçons standard d'arbre de commande ( 32, 34) et de carter ( 46, 48) pour relier un nombre quelconque de pales ( 10, 12, 14).