Brevet FR2631735A1 — publié le 19891124

DISPOSITIF DE REGLAGE D'UN INTERRUPTEUR ELECTRIQUE MOYENNE TENSION. L'invention est relative à un interrupteur électrique moyenne tension à enceinte étanche contenant une paire de contacts séparables dont l'un est mobile, et un mécanisme d'actionnement dudit contact mobile pour déplacer ce dernier de la position fermé à la position ouvert et inversement, ledit mécanisme comprenant un arbre de commande traversant ladite enceinte étanche pour une commande à partir de 11 extérieur de ltenceinte. Un interrupteur du genre mentionné est scellé en usine et toute intervention à l'intérieur de l'enceinte, notamment pour les réglages est exclue. Les impératifs de standardisation et de réduction des stocks, impliquent la fabrication d'interrupteurs standards, capables de répondre à une large gamme de caractéristiques par de simples modifications ou réglages intervenant lors de la personnalisation de l'interrupteur. Cette personnalisation par réglage doit être effectuée le plus tard possible, par exemple lors de la livraison de l'appareil, l'enceinte de ce dernier étant obligatoirement scellée. I1 a déjà été proposé de reporter les commandes de réglage à l'extérieur de l'enceinte, mais ces dispositifs nécessitent des traversées étanches, additionnelles, incomptatibles avec une étanchéité .suffisante pour un bon fonctionnement de l'interrupteur pendant plusieurs dizaines d'années. Ces étanchéités additionnelles sont de plus compliquées et couteuses, rendant illusoires les économies réalisées par la' standardisation. La présente invention a pour but de permettre la réalisation d'un. dispositif de réglage pouvant être commandé à partir de l'extérieur de l'enceinte étanche de l'interruptyeur sans nécessiter -des traversées additionnelles par des systèmes compliqués. L'interrupteur électrique selon la présente invention est caractérisé en ce que ledit mécanisme est agencé pour permettre une surcourse à partir de la position correspondant à ladite position ouvert des contacts et que ledit mécanisme coopère mécaniquement pendant ladite surcourse avec un dispositif de réglage, logé dans ladite enceinte, pour modifier les caractéristiques de fonctionnement de-l'interrupteur à partir de l'extérieur de l'enceinte. Le réglage est effectué à partir de l'arbre de commande usuel qui traverse l'enceinte étanche., et transmet la commande d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur à l'équipage mobile logé dans l'enceinte. Le réglage est obtenu par une surcourse au delà de la position d'ouverture de l'interrupteur, cette surcourse étant utilisée pour effectuer le réglage souhaité à l'intérieur de l'enceinte. Cette commande de réglage peut être réalisée au moment de la personnalisation de l'appareil, par exemple par un simple actionnement manuel de l'arbre de commande. Pour cette manoeuvre de réglage, l'arbre de commande est avantageusement désaccouplé de la commande usuelle ou cette personnalisation est réalisée avant l'accouplement de l'interrupteur à sa commande.L équipage mobile à l'intérieur de l'enceinte est agencé pour autoriser cette surcourse qui est utilisée pour agir sur le dispositif de réglage. La surcourse et le dispositif de réglage n'interviennent pas dans le fonctionnement normal de l'interrupteur et ils sont utilisés uniquement lors de la personnalisation de l'interrupteur, ou éventuellement lors d'un changement d'affectation de ce dernier. Le dispositif de réglage peut par exemple modifier l'écartement des contacts d'arc en position d'ouverture de l'interrupteur. La distance optimale des contacts d'arc ouvert est définie par le pouvoir de coupure de l'interrupteur, et le même interrupteur peut etre adapté à différents pouvoirs de coupure par simple réglage de cet écartement des contacts d'arc ouvert. Un fort pouvoir de coupure nécessite un écartement important des contacts d'arc, tandis qu'un faible pouvoir de coupure est obtenu par un écartement moindre qui limite la longueur de l'arc et l'échauffement résultant. Selon la présente invention ce réglage de l'écartement des contacts d'arc ouvert peut être réalisé facilement par une main d'oeuvre non qualifiée, par exemple à la sortie d'usine ou par le distributeur pour répondre à des caractéristiques différentes des interrupteurs à partir d'un modèle standard. Selon le pouvoir de coupure requis, on règle l'écartement des contacts d'arc ouvert en imposant à l'arbre de commande une surcourse correspondante. L'invention sera décrite par la suite dans son application à un interrupteur moyenne tension à arc tournant, utilisant une bobine de soufflage magnétique de l'arc, mais il est clair qu'elle est applicable à a" d'autres types d'interrupteurs à enceinte étanche.Les réglages effectués peuvent concerner d'autres éléments de l'interrupteur, par exemple le volume de pistonnage des gaz de soufflage d'un interrupteur pneumatique, décrit en détail ci-dessous. L'intensité de soufflage de l'arc doit etre adaptée aux caractéristiques de l'interrupteur, notamment à son pouvoir de coupure et selon l'invention, ce réglage peut être effectué par ladite surcourse de l'arbre de commande en déplaçant le fond du cylindre de l'ensemble de pistonnage des gaz de soufflage. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un interrupteur électrique selon l'invention, la position de l'équipage mobile en position ouvert étant représentée en trait plein, et celle en position fermé de l'interrupteur en trait discontinu; - la figure 2 est une vue identique à celle de la figure 1, montrant l'équipage mobile.en position de surcourse de réglage; - la figure 3 est une vue en coupe d'une variante de réalisation de l'invention appliquée à un interrupteur à autosoufflage pneumatique. Sur les figures, un pôle d'un interrupteur ou disjoncteur à autosoufflage magnétique comporte une enveloppe étanche 10 en un matériau isolant remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée, notamment d'hexafluorure de soufre. Des traversées 12,14 conformées en bornes d'amenée de courant traversent des fonds opposés de l'enveloppe 10 en s'étendant suivant une trajectoire rectiligne. La traversée 12 porte un contact fixe principal 16, qui coopère avec un contact mobile 18 en forme de couteau, monte à pivotement sur un axe fixe 20, porté par un prolongement de la traversée 14. Au contact mobile 18 est associée une bielle de commande 22 articulée par son extrémité opposée à un manneton 24 d'une manivelle 26 calée sur un arbre de commande 28 qui traverse la paroi de l'enveloppe 10.La partie externe de l'arbre de commande 28 coopère avec un mécanisme de commande, mécanique, pneumatique ou hydraulique d'un type bien connu des spécialistes. Au contact principal fixe 1 6 est associé un support 30 portant un contact de shuntage 32 et un contact d'arc fixe 34 agencé en forme de piste annulaire disposée sur la face frontale d'une bobine 36. En regard de la piste annulaire 34 est disposé un contact d'arc semi-fixe 38, en forme de coupelle, porté par un bras de support 40 solidarisé à la traversée 14. Un interrupteur du genre mentionné est décrit dans le brevet français nO 2.494.493 et il suffit de rappeler qu'en position de fermeture de l'interrupteur, les contacts principaux 16,18 sont en position aligné fermé pour un passage du courant de la traversée 12 à la traversée 14. Le circuit auxilaire constitué par le support 30, la bobine 36, les contacts d'arc 34,38 et le bras de support 40 étant ouvert par l'intervalle "d" de séparation des contacts d'arc 34,38.Une commande d'ouverture de l'interrupteur transmise par l'arbre 28 et la manivelle 26 au contact mobile 18 provoque en un premier temps la séparation des contacts principaux 16,18 et la commutation du courant par le contact de shuntage 32 et la formation d'un arc lors de la séparation des contacts 18,32, cet arc s'étalant et commutant sur les contacts- d'arc 34,38 en mettant en circuit la bobine 36. Celle-ci engendre la rotation de l'arc sur les contacts d'arc 34,38 en provoquant. son extinction. Selon la présente invention, la coupelle 38 est solidarisée à une tige 42, montée à coulissement suivant l'axe XX de la bobine 36 et de l'électrode annulaire 34 dans un guide support 44 porté par l'extrémité du bras de support 40. Un dispositif d'arrêt unidirectionnelle 46, constitué par des ressorts arcboutés sur la tige 42, autorise un mouvement unidirectionnel de la tige 42 et de la coupelle 38 en direction de la piste annulaire 34 en empêchant tout mouvement inverse. L'extrémité de la tige 42 est susceptible de coopérer avec un culbuteur 48montéà rotation sur un axe 50 solidaire du bras support 40 et dont l'extrémité opposée peut être attaquée par une butée 52 agencée sur la bielle 22. La butée 52 et le culbuteur 48 constitue un dispositif de réglage de la distance d'écartement "d" des contacts d'arc 34,38. Le dispositif de réglage fonctionne de la manière suivante En fonctionnement normal illustré par la figure 1, la manivelle 26 effectue sous l'action du mécanisme de commande externe à l'enveloppe 10 un mouvement alternatif de pivotement entre les deux positions extrèmes, représentées respectivement en trait continu et en trait discontinu, correspondant à la position d'ouverture et à la position de fermeture de l'interrupteur. Il est facile de voir qe la butée 52 n'engage jamais le culbuteur 48 qui reste inactif. Un réglage est réalisé par une surcourse de pivotement de la manivelle 26à partir de la position d'ouverture représentée en trait continu, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, qui provoque un déplacement poursuivi vers le bas de la bielle 22, et un engagement du culbuteur 48 par la butée 52. Cette dernière butée 52 fait pivoter dans le sens inverse des aiguilles d'une montre le culbuteur 48 lequel pousse vers le haut sur la figure 1 la tige 42, qui provoque un rapprochement de la coupelle 38 de la piste annulaire 34 avec une diminution correspondante de l'écartement "d", (voir figure 2). La coupelle 38 est maintenue dans cette position rapprochée de la piste annulaire 34 par les ressorts arcboutés 46 et après retour de la manivelle 26 dans une position normale de libération du culbuteur 48, la coupelle 38 reste dans cette position de réglage à écartement réduit. L'amplitude de la surcourse de la manivelle 26 détermine la variation de la distance d'écartement "d" dont le réglage peut être continu ou éventuellement limité à deux positions extrèmes d'écartement maximal et minimal.Ce réglage est effectué par exemple à la sortie d'usine et il est conservé pendant toute la durée d'utilisation de l'interrupteur, qui est commandé de la manière usuelle par une rotation de l'arbre de commande 28 faisant pivoter la manivelle 26 entre les deux positions extrèmes représentées à la figure 1 d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur. Il est clair que le réglage peut également etre effectué ultérieurement, celui-ci intervenant lors d'une utilisation différente de l'interrupteur, par exemple pour un pouvoir de coupure réduit. Le mouvement de réglage peut être dérivé du déplacement de tout autre élément de l'équipage mobile disposé à l'intérieur de l'enceinte confinée par l'enveloppe 10 et la constitution de cet équipage mobile doit autoriser une telle surcourse. La transmission du mouvement au dispositif de réglage 48,42 peut bien entendu être réalisée d'une manière différente, par exemple par une liaison souple et l'invention est applicable à des interrupteurs d'une structure différente, notamment à contacts coaxiaux. La figure 3 illustre un autre exemple d'application de l'invention, à un interrupteur moyenne tension à autosoufflage pneumatique décrit dans le brevet français nO 2.441.916. Sur la figure 3, un pôle d'un interrupteur à autosoufflage comporte une enveloppe étanche 54 à l'intérieur de laquelle est logé un circuit principal à contact fixe 56 et à contact pivotant 58. Le circuit principal est raccordé à des traversées d'entrée 60 et de sortie 62 dont l'une 60 est connectée par un support fixe 64à un contact d'arc fixe 66 et dont l'autre 62 est reliée par une tresse 68 à une tige de commande 70 portant à son extrémité un contact d'arc mobile 72 susceptible de venir en aboutement du contact d'arc fixe 66.La tige 70 -est montée coulissement et est actionnée par une bielle 74 articulée sur une manivelle 76,portée par un arbre de commande 78 qui traverse l'enveloppe étanche 54. Un maneton 80 porté par la tige 70 engage une came 82 solidaire du contact principal mobile 58 pour déplacer ce dernier de la position d'ouverture, représentée à la figure 3, vers la position de Permeture lors d'un coulissement vers le haut sur la figure 3 de la tige 70 et vers une position inverse par un coulissement vers le bas de la tige 70. Au contact d'arc mobile 72 est associé un piston 84, monté à coulis-sement dans un cylindre 86 ayant un fond semi-fixe 88 qui délimite avec le piston 84 un volume de pistonnage qui communique avec une buse de soufflage 90 entourant le contact mobile 72. Un tel interrupteur, décrit en detail dans le brevet français précité nO 2.441.916, permet une commutation du courant dans le circuit auxiliaire à contacts d'arc 66,72 lors d'une ouverture des contacts principaux 56,58 et une extinction de l'arc tiré entre les contacts d'arc séparés 66,72 par un soufflage pneumatique dû à la compression des gaz dans le volume de pistonnage délimité par le piston 84 et le fond 88. Selon la présente invention le fond semi-fixe 88 porte des tiges 92 montées à coulissement dans un guide support fixe 94. Les tiges 92 coopèrent avec des ressorts 96 arcboutés de manière à autoriser un mouvement unidirectionnel des tiges 92 et du fond semi-fixe 88 vers le haut sur la figure 3 correspondant à un rapprochement du fond semi-fixe 88 et du piston 84. L'extrémité des tiges 92 est susceptible de coopérer avec des culbuteurs 98 dont l'extrémité opposée est suceptible d'être engagée par un collet 100 ménagé sur la tige 70. L'ensemble est agencé de telle manière qu'en fonctionnement normal, en l'occurrence d'un mouvement coulissant de la tige 70 sous l'action de la rotation de l'arbre de commande 78, provoquant le déplacement de l'équipage mobile entre la position d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur, le collet 100 n'engage jamais les culbuteurs 98. Le fond semi-fixe 88 reste dans la position initiale en etant retenu par les ressorts 96.Un réglage du fond semi-fixe 88 est obtenu par une rotation poursuivie de l'arbre de commande 78 audelà de la position d'ouverture de l'interrupteur, qui provoque une surcourse vers le bas de la tige de commande 70 et une butée du collet 100 sur les culbuteurs 98 qui pivotent et repoussent les tiges 92 vers le haut dans une direction de rapprochement du fond semi-fixe 88 vers le piston 84. Les ressorts 96 maintienent le fond semi-fixe 88 dans cette position de rapprochement après retour de l'équipage mobile dans une position normale et pendant toute la suite de fonctionnement normal de l'interrupteur. Il est facile de voir que la diminution de l'écartement entre le fond semi-fixe 88 et le piston 84 réduit le volume de pistonnage et augmente l'intensité de soufflage de l'arc tiré entre les contacts d'arc 66,72.D'une manière analogue à celle décrite en référence aux figures 1 à 3, le réglage peut être continu ou limité à une ou plusieurs valeurs prédéterminées, le réglage étant effectué de préférence manuellement, par rotation de l'arbre de commande 78 après désaccouplement du mécanisme de commande (non représenté). A nouveau l'équipage mobile doit être agencé pour permettre une telle surcourse, un désaccouplement automatique pouvant être envisagé-, par exemple par dégagement du maneton 80, de la came 82 pour limiter la course de pivotement du contact principal mobile 58 ou de tout autre élément de l'équipage mobile. 05 L'invention est bien entendu nullement limitée au mode de réalisation plus particulièrement décrit et elle s'étend à tout autre type de réglage, par exemple de position relative d'autres éléments de l'interrupteur ou de modification du mouvement de l'un ou de plusieurs des élements de l'équipage mobile. REVENDICATIONS 1. Interrupteur électrique moyenne tension à enceinte étanche (-10) contenant une paire de contacts (76,18;56,58) séparables dont l'un (18;58) est mobile et un mécanisme (22,24,26;70,74,76) d'actionnement dudit contact mobile pour déplacer ce dernier de la position fermé à la position ouvert et inversement, ledit mécanisme comprenant un arbre de commande (28;78) traversant la paroi de ladite enceinte étanche pour une commande à partir de l'extérieur de l'enceinte, caractérisé en ce que ledit mécanisme est agencé pour permettre une surcourse à partir de la position correspondant à ladite position ouvert des contacts (16,18;56,58) et que ledit mécanisme coopère mécaniquement pendant ladite surcourse avec un dispositif de réglage (52,48,42;;100,98,92), logé dans ladite enceinte pour modifier les caractéristiques de fonctionnement de l'interrupteur à partir de l'extérieur de l'enceinte. 2. Interrupteur selon la revendication 1, comprenant une paire de contacts d'arc (34,38), caractérisé en ce que ledit dispositif de réglage (52,48,42) coopère avec l'un (38) desdits contacts dtarc pour modifier la distance d'écartement (d) des contacts d'arc en ladite position ouvert. 3. Interrupteur selon le revendication 2 comprenant une paire de contacts d'arc fixes (34,38) sur lesquels l'arc est transféré pour être soufflé, caractérisé en ce que ledit dispositif de réglage (52,48,42) agit pendant ladite surcourse sur l'un (38) des contacts d'arc fixes pour modifier la position relative de ce dernier contact et réduire l'écartement (d) entre lesdits contacts d'arc fixes. 4. Interrupteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de contacts principaux (16,18) insérés dans un circuit principal adjacent à un circuit d'arc ayant une paire de contacts (38,34) d'arc en forme de piste de rotation sur lesquels l'arc est transféré en étant soufflé en rotation par un champ magnétique engendré par une bobine (36) insérée dans le circuit d'arc et que l'un (38) desdits contacts d'arc est assujetti à un support (42) à déplacement unidirectionnel commandé par ledit dispositif de réglage (52,48,42) pendant une surcourse d'ouverture des contacts principaux. S. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un levier (22) d'actionnement du contact principal mobile (18) logé dans ladite enceinte (10) porte une butée (52) à débattement libre lors de la course normale d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur et que ladite butée (52) engage et déplace ledit support (42) pendant ladite surcourse. 6. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'autosoufflage à piston (84) et cylindre et que ledit dispositif de réglage (100,98,92) coopère avec le dispositif d'autosoufflage pour modifier le volume utile dudit cylindre. 7. Interrupteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le'fond (88) dudit cylindre est semi-fixe et coopère avec ledit dispositif de réglage (100,98,92) pour être déplacé pendant ladite surcourse. 8. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit arbre de commande (28,78) est susceptible d'être désaccouplé d'une commande d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur et est agencé pour être actionné manuellement pour engendrer ladite surcourse de réglage.