Brevet FR2553927A1 — publié le 19850426

DISPOSITIF DE GUIDAGE DE LA TIGE DE COMMANDE D'UN DISJONCTEUR HAUTE-TENSION L'invention est relative à un dispositif de commande d'un disjoncteur à haute-tension ayant une tige isolante de manoeuvre s'étendant coaxialement avec jeu à l'intérieur d'un isolateur support creux en plusieurs éléments superposés pour transmettre le mouvement de commande d'un mécanisme moteur de la zone au potentiel de la terre à la zone au potentiel haute-tension ou sont disposés les pôles de coupure, notamment à autosoufflage de l'arc, ladite tige étant montée à coulissement et guidée par au moins un isolateur guide s'étendant dans un plan transversal entre la tige et l'isolateur support 15 au niveau de raccordement d deux éléments successifs de l'isolateur support. Les disjoncteurs à haute tension, notamment à autosoufflage, nécessitent une énergie de commande importante pour le déplacement rapide des contacts et la compression du gaz diélectriquede soufflage par l'ensemble pistoncylindre Cette énergie de commande est transmise par une tige isolante mécanique reliant la zone au potentiel élevé à une zone au voisinage de la terre o est dis25 posé le mécanisme de commande par exemple une commande hydraulique Le ou les pôles, ou chambresde coupure, du disjoncteur sont portés par une colonne d'isolateur support dont la hauteur est appropriée à la tension du disjoncteur et qui peut atteindre plusieurs mètres La tige isolante est disposée à l'intérieur de cette colonne d'isolateur support qui constitue également un conduit d'amenéede gaz diélectrique aux chambres de coupure. Cette tige isolante de grande longueur est capable de transmettre des efforts de traction importants utilisés 35 pour commander l'ouverture du disjoncteur qui nécessite l'énergie la plus importante. Par contre, la manoeuvre de fermeture>commandée par une force de compression de la tige de commande est limitée par les risques de flambage de cette tige Pour éviter un tel flambage notamment lors d'une manoeuvre rapide de fermeture des contacts, il a déjà été proposé de guider la tige de commande à l'intérieur de l'isolateur support en échelonnant le long de cet isolateur des pièces intercalaires de guidage Dans un isolateur support en porcelaine à plusieurs éléments superposés reliés par des ferrures en forme de brides, une pièce intercalaire est insérée entre des ferrures successives en forme de brides Ce mode de montage qui donne entière satisfaction nécessite des tolérances de fabrication très étroites notamment de la pièce intercalaire en matériau isolant 15 coulé et de l'écartement entre les porcelaines de deux éléments support successifs Il nécessite également des Joints d'étanchéité et de centrage qui renchérissent la fabrication et l'assemblage. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un guidage de la tige de commande à l'intérieur de l'isolateur de support par des moyens simples tolérant des dispersions importantes. Le dispositif de commande selon la pré-sente invention est caractérisé en ce que deux éléments superposés de l'isolateur support en porcelaine sont raccordés mécaniquement par des ferrures aboutées, scellées aux extrémités des30 dits éléments pour former des brides externes de raccordement et par des boulons de serrage solidarisant la paire de brides aboutées et qu'un intervalle annulaire est ménagé entre les extrémités en regard desdits éléments superposés en porcelaine, dans lequel intervalle 35 sont insérés un joint torique d'étanchéité et le bord extérieur de l'isolateur guide en forme de disque. Les ferrures sont accolées l'une contre l'autre, tandis que le bord externe de l'isolateur guide en forme de disque est simplement intercalé entre les extrémités des éléments en porcelaine Un joint torique unique d'é5 tanchéité est également inséré entre ces extrémités des éléments en porcelaine en entourant extérieurement l'isolateur guide, ce qui simplifie les problèmes d'étanchéité et autorise des marges d'écartement entre les porcelaines relativement importantes Les dispersions dans l'écarte10 ment entre les porcelaines et dans les diamètres de la pièce moulée constituant l'isolateur guide qui est une pièce venant brut de fonderie, sont compensées par l'élasticité du joint torique Pour assurer le centrage et la fixation de l'isolateur guide, indépendamment du degré 15 de compression du joint torique, l'isolateur guide porte sur sa périphérie des bossages coopérant avec le bord interne du joint torique Ces bossages ménagent des intervalles entre l'isolateur guide et le joint torique>disponible à la compression de ce dernier. 20 Le logement du joint torique est confiné par les extrémités des éléments en porcelaine, par l'isolateur guide et sur la face opposée par une bague métallique dont le bord extérieur coopère avec les ferrures pour assurer le 25 centrage de ces dernières L'isolateur guide est avantageusement une pièce moulée en résine époxy, venant brut de moulage et portant, dans sa partie centrale un manchon de guidage de la tige de commande Ce manchon, notamment en polytétrafluoréthylène est avantageusement fixé par encliquetage dans un orifice central de l'isolateur guide, ce qui évite tout usinage de ce dernier L'isolateur guide présente des orifices de passage du gaz contenu à l'intérieur de l'isolateur support. 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 à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un disjoncteur à dispositif de commande selon l'invention; La figure 2 est une vue à échelle agrandie d'un détail de la figure 1; La figure 3 est une vue partielle en plan de l'isolateur guide de la figure 1. Sur les figures une chambre de coupure ( 10) d'un disjoncteur à haute tension à autosoufflage est supportée 15 par une colonne d'un isolateur support ( 12) constitué par une superposition de deux éléments ( 14, 16) fixés sur un socle ( 18) posé sur le sol L'isolateur support ( 12) peut fort bien porter deux chambres de coupure ( 10) disposées en V, chacune de ces chambres ayant une paire 20 de contacts séparables ( 20) et un dispositif de compression,à ensemble piston cylindre ( 22) du gaz de soufflage, en l'occurrence d'hexafluorure de soufre contenu dans la chambre ( 10) Le contact mobile ( 20) est solidaire d'une tige de commande ( 24) qui s'étend coaxialement à 25 l'intérieur de l'isolateur support ( 12) de forme cylindrique creuse La tige isolante de commande ( 24) est fixée à sa partie inférieure à un mécanisme de commande constitué par exemple par un vérin hydraulique ( 26) susceptible de commander l'ouverture et la fermeture des contacts ( 20) par translation de la tige ( 24) Pour les tensions élevées, l'isolateur support( 12) peut comporter une superposition d'un plus grand nombre d'éléments ( 14,16), la hauteur de l'ensemble pouvant atteindre plusieurs mètres. L'isolateur ( 12) confine un espace étanche rempli d'hexa35 fluorure de soufre, cet espace étant avantageusement en communication avec la chambre de coupure ( 10) Chaque élément ( 14, 16) en porcelaine cylindrique creuse porte à ses extrémités des ferrures ( 28, 30) scellées par un ciment ( 32) Les ferrures ( 28, 30) en forme de brides sont assemblées par des boulons ( 34). De tels disjoncteurs sont bien connus des spécialistes, et il suffit de rappeler que la commande de déclenchement ou d'ouverture des contacts ( 20) est commandée par un coulissement vers le bas du vérin ( 26) et de la tige de commande ( 24) qui travaille en traction Une commande de 10 fermeture est provoquée par le déplacement vers le haut de la tige ( 24) qui travaille en compression Pour éviter le flambage de la tige de commande ( 24) en compression, des pièces intercalaires ( 36) sont échelonnées le long de l'isolateur support ( 12) pour guider la tige ( 24) . 15 La présente invention concerne plus particulièrement ces pièces intercalaires décrites plus en détail ci-dessous en référence à la figure 2. La pièce intercalaire ( 36) est disposée dans la zone de joint des éléments superposés ( 14, 16) en s'étendant dans un plan transversal perpendiculaire à la tige ( 24) Les ferrures ( 28, 30) en forme de brides sont accolées l'une sur l'autre, l'ensemble étant agencé de telle manière que les extrémités des éléments en porcelaine ( 14, 16) sont espacées en ( 38) lorsque les ferrures ( 28, 30) sont accolées. La pièce intercalaire ( 36) constituée par un isolateur guide en forme de disque ( 40) pénètre par son pourtour extérieur ( 42) dans l'intervalle ( 38) Dans l'intervalle 30 ( 38) est également logé un joint élastique torique ( 44) qui entoure circonférentiellement le bord ou pourtour ( 42) du disque ( 40) Le joint torique ( 44) est à son tour entouré circonférentiellement par une bague métallique ( 46) dont le bord interne pénètre dans l'intervalle ( 38) et dont le bord externe coopère avec les ferrures ( 28, 30) pour assurer le centrage des ferrures superposées ( 28, 30). Le disque ( 40) présente des ouvertures ( 48) de passage du gaz contenu dans l'isolateur support ( 12) et d'un manchon ( 50) de guidage de la tige de commande ( 24) Le joint élastique torique ( 44) inséré entre les éléments en porcelaine ( 14, 16) assure l'étanchéité de la jonction entre ces éléments ( 14, 16). Il permet de compenser les dispersions d'écartement entre les faces en regard des éléments ( 14, 16) qui déterminent l'intervalle ( 38) Pour assurer 10 le centrage du disque ( 40) quelle que soit la compression du joint élastique ( 44) tout en autorisant différents degrés de compression de ce joint, il est prévu sur le pourtour ( 42) du disque ( 40) des bossages ( 52) régulièrement espacés sur la circonférence de la bordure ( 42). Sur la partie droite de la figure 2 le joint torique ( 44) est en regard d'un bossage ( 52) et le joint ( 44) comprimé occupe entièrement l'intervalle ( 38) empêchant tout déplacement latéral du disque ( 40) Sur la partie gauche de -la figure 2, on a représenté le joint ( 4 A) dans une zone 20 dépourvue de bossage ( 52) laissant subsister un intervalle ( 38) pour une compression additionnelle du joint ( 44) Le centrage du disque ( 40) et l'immobilisation de ce disque sont bien entendu suffisamment assuré par le nombre de bossages ( 52) régulièrement répartis sur sa circonférence Il est facile de voir que le système selon l'invention de joint d'étanchéité ( 44) et de centrage du disque ( 40) par les bossages ( 52) tolère des dispersions dans les diamètres du disque ( 40) lequel peut venir brut de moulage. Le manchon ( 50) de guidage de la tige de commande ( 24) est fixé par encliquetage dans l'orifice central du disque ( 40) Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le manchon ( 50) comporte deux rainures circulaires ( 54, 56) 35 recevant chacune un anneau de verrouillage ( 58, 60), l'anneau ( 58) faisant saillie en permanence de la rainure ( 54) tandis que l'anneau ( 60) est agencé pour pouvoir venir en une position rétractée à l'intérieur de la rainure ( 56) Un joint élastique ( 62) sollicite l'anneau ( 60) en position de saillie Les bordures de l'orifice central du disque ( 40) présentent des rainures circulaires ( 64,66) ouvertes respectivement vers le bas et vers le haut La mise en place du manchon ( 50) s'opère de la manière suivante En maintenant l'anneau ( 60) en position rétractée, on glisse le manchon ( 50) à partir du bas dans l'ouverture centrale du disque ( 40) jusqu'au moment o l'anneau 10 ( 60) venant en regard de la rainure supérieure ( 66) s'encliquette dans cette dernière Dans cette position de l'anneau ( 60) qui empêche tout mouvement vers le bas du manchon ( 50), l'anneau ( 58) est venu en butée du fond de la rainure ( 64) empêchant tout mouvement vers le haut 15 du manchon ( 50) Ce manchon ( 50) est donc retenu sur le disque ( 40) par simple encliquetage, les rainures ( 64,66) pouvant venir de moulage et ne nécessitant aucun usinage du disque ( 40). On comprend que l'ensemble est particulièrement simple et d'un montage aisé, le nombre de pièces constitutives de cet assemblage étant limité Les tolérances de fabrication sont compensées par l'élasticité du joint torique ( 44), la liaison mécanique entre les éléments superposés ( 14. 25 16) étant parfaitement assurée par les ferrures ( 28, 30) accolées Des isolateurs guides ( 40) peuvent être intercalés à chaque jonction d'éléments superposés ( 14, 16) ou éventuellement uniquement à certaines de ces jonctions lorsque les risques de flambage sont limités L'invention 30 est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté. 2553927. Revendications 1 Dispositif de commande d'un disjoncteur à hautetension ayant une tige isolante ( 24) de manoeuvre s'é5 tendant coaxialement avec jeu à l'intérieur d'un isolateur support ( 12) creux en plusieurs éléments ( 14, 16) superposes pour transmettre le mouvement de commande d'un mécanisme moteur( 26) de la zone au potentiel de la terre à la zone au potentiel haute-tension o sont dis10 posés les pales de coupure ( 10), notamment à autosoufflage de l'arc, ladite tige ( 24) étant montée à coulissement et guidée par au moins un isolateur guide ( 40) s'étendant dans un plan transversal entre la tige ( 24) et l'isolateur support ( 12) au niveau de raccordement 15 de deux éléments ( 14, 16) successifs de l'isolateur support, caractérisé en ce que deux éléments ( 14,16) superposés de l'isolateur support ( 12) en porcelaine sont raccordés mécaniquement par des ferrures ( 28, 30) aboutées, scellées aux extrémités desdits éléments pour 20 former des brides externes de raccordement et par des boulons ( 34) de serrage solidarisant la paire de brides aboutées et qu'un intervalle ( 38) annulaire est ménagé entre les extrémités en regard desdits éléments ( 14, 16) superposés en porcelaine, dans lequel intervalle ( 38) 25 sont insérés un joint torique ( 44) d'étanchéité et le bord extérieur ( 42) de l'isolateur guide ( 40) en forme de disque. 2 Dispositif de commande selon la revendication 1, carac30 térisé par le fait qu'une bague ( 46) de centrage est insérée dans ledit intervalle ( 38) entre les deux éléments ( 14,16), le bord extérieur de ladite bague ( 46) en appui des deux ferrures ( 28, 30) aboutées assurant le centrage des ferrures et le bord intérieur de la bague ( 46) entourant 35 extérieurement ledit joint torique ( 44). 3 Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit bord extérieur de l'isolateur guide ( 40) présente des bossages ( 52) radiaux de centrage coopérant avec le bord interne du joint torique ( 44) pour former des points locaux d'appui en ménageant 5 des jeux compatibles avec les tolérances de fabrication. 4 Dispositif de commande selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit isolateur guide ( 40) porte en son centre un manchon de guidage ( 50) traverse à cou10 lissement à faible jeu par ladite tige ( 24) et maintenu par un anneau d'encliquetage( 60) s'engageant dans une rainure ( 66) conjuguée du manchon et de l'isolateur guide. 5 Dispositif de commande selon la revendication 1, 2, 3, ou 4, caractérisé en ce que lesdits éléments ( 14, 16) de l'isolateur support ( 12) sont en porcelaine de forme cylindrique, ledit guide isolateur ( 40) étant en matière synthétique moulée venant brut de moulage. 20 6 Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit manchon ( 50) est en polytétrafluoréthylène.