Brevet FR2651603A1 — publié le 19910308

MECANISME DE COMMANDE D'UN INTERRUPTEUR MULTIPOLAIRE A HAUTE TENSION L'invention est relative à un mécanisme de commande pour un interrupteur ou disjoncteur électrique multipolaire à haute tension susceptible d'occuper une première position de fermeture, et une deuxième position d'ouverture des contacts, ledit mécanisme comportant: - un dispositif accumulateur d'énergie à genouillère composée d'une manivelle d'armement articulée par un axe à un guide télescopique de support d'un ressort de compression, - une première manivelle de commande montée sur un arbre d'armement, et accouplée par une bielle de transmission à une deuxième manivelle de commande, laquelle est calée sur un arbre d'actionnement de l'interrupteur, - et des moyens de commande de la manivelle d'armement pour provoquer le franchissement de point mort de la genouillère lors du passage du mécanisme de la première position vers la deuxième position, et vice versa. Les documents FR-A- 2.500.222 et 2.613.123 font connaître des mécanismes de commande du genre tumbler pour un interrupteur à trois positions, dont une position de mise à la terre. Un verrou auxiliaire de blocage de la manivelle de commande est rendu actif durant l'opération d'armement du ressort accumulateur d'énergie. Cette fonction de blocage est indispensable pour ne pas pertuber l'état de l'interrupteur pendant la compression du ressort. Ces mécanismes connus sont relativement compliqués de par la présence du verrou auxiliaire de blocage. L'objet de l'invention consiste à réaliser un mécanisme de commande simple et fiable pour un interrupteur ou disjoncteur à haute tension. Le mécanisme selon l'invention est caractérisé en ce que la manivelle d'armement est montée folle sur l'arbre d'armement en coopérant avec des taquets d'entraînement de la première manivelle de commande, qu'à l'opposé de l'axe de la genouillère, le guide télescopique du ressort prend appui sur un maneton situé sur la deuxième manivelle de commande, pour engendrer durant l'opération d'armement du ressort un couple de maintien temporaire des première et deuxième manivelles, lesquelles sont maintenues dans leur état initial jusqu'à la brisure de la genouillère, et que les moyens de commande de la manivelle d'armement comportent un mécanisme de transmission piloté soit automatiquement par un bloc motoréducteur, soit manuellement par un arbre accouplé à une commande de secours par une tringle. La présence du couple de maintien temporaire durant l'armement du ressort résulte du positionnement relatif de la genouillère par rapport à la deuxième manivelle de commande, et évite l'usage de verrous ou d'accrochages supplémentaires. Le mécanisme de transmission est relié au bloc motoréducteur par une liaison cinématique, agencée pour autoriser les manoeuvres automatiques par le bloc motoréducteur sans réaction sur l'arbre de la commande de secours, et réciproquement une manoeuvre manuelle par l'arbre de la commande de secours sans provoquer de rotation forcée de l'arbre de sortie du bloc motoréducteur. Sur l'arbre de la commande de secours est montée une came destinée à coopérer avec un dispositif à microrupteurs pour interrompre les ordres électriques transmis au bloc motoréducteur en cas d'actionnement manuel de la tringle de la commande de secours. Ce mécanisme de commande est particulièrement adapté à un interrupteur triphasé sur poteau d'un réseau électrique aérien. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre une vue en perspective d'un poste aérien à interrupteur triphasé équipé du mécanisme de commande selon l'invention; - les figures 2 à 4 représentent le dispositif à double tumbler du mécanisme, respectivement dans la position d'ouverture, dans une position intermédiaire au passage de point mort fermeture, et dans la position de fermeture; - la figure 5 est une vue du mécanisme de transmission équipé de l'arbre de la commande de secours; - la figure 6 montre l'assemblage du mécanisme de transmission de la figure 5 au dispositif à double tumbler de la figure 4; - les figures 7 et 8 représentent le bloc motoréducteur avant et après actionnement de la commande de secours; - la figure 9 montre le mécanisme complet en position de fermeture; - la figure 10 est une vue en coupe selon la ligne XX de l'interrupteur et du mécanisme selon la figure 1. La figure 1 montre un appareil électrique triphasé, notamment un interrupteur 10 ou un disjoncteur, monté sur un poteau 12 d'un réseau électrique aérien à haute tension. Un système d'entretoises 14, 16 solidaire du sommet du poteau 12, sert de support à deux tronçons adjacents de conducteurs de ligne 18R, 18S, 18T; 20R, 20S, 20T du réseau, avec maintien d'un écartement inter-phases prédéterminé. L'isolement électrique avec les entretoises 14, 16 et le poteau 12 est assuré par des isolateurs de ligne 22. Le poteau 12 se trouve au potentiel de la terre. Un châssis 24 horizontal fixé au poteau 12 entre le système d'entretoises 14, 16 et l'interrupteur 10, porte un transformateur de potentiel 26, et six parafoudres 28. Le transformateur 26 est raccordé directement à deux phases du réseau, et est utilisé pour l'alimentation d'un motoréducteur, et de l'électronique de mesure et de transmission. Chaque parafoudre 28 est équipé à sa partie supérieure d'une borne 30 de branchement, reliée respectivement à un conducteur de ligne 18R, 18S, 18T; 20R, 20S, 20T correspondant duréseaupar un câble 32 de liaison électrique, et à une borne de branchement 34R, 34S, 34T; 36R, 36S, 36Tde l'interrupteur 10 par un câble 38 muni d'une prise embrochable. Le sectionnement ou la continuité électrique entre les tronçons adjacents des conducteurs 18R, 18S, 18T; 20R, 20S, 20T est assuré par l'interrupteur 10. Le mécanisme 40 principal de commande de l'interrupteur 10 est placé directement sous l'interrupteur 10, et est piloté soit automatiquement par un*motoréducteur intégré, soit manuellement par une tringle 42 manoeuvrable à partir d'une commande de secours 44 disposée en bas du poteau 12. Le mécanisme 40 principal est doté d'un dispositif à double tumbler 46 (fig. 2 à 4) logé entre deux flasques 48, 50 fixes, et comportant une premiere manivelle 52 de commande articulée par une bielle 54 de transmission à une deuxième manivelle 56 de commande calée sur l'arbre 58 d'actionnement de l'interrupteur 10. La première manivelle 52 est montée sur un arbre 60 d'armement s'étendant parallèlement à l'arbre 58 d'actionnement entre- les deux flasques 48, 50. Les deux axes 61, 62 d'articulation de la bielle 54 sur les manivelles 52, 56 sont excentrés par rapport aux arbres 60, 58 correspondants. Le dispositif à double tumbler 46 est associé à un dispositif accumulateur d'énergie 64 comprenant une genouillère 65 composée d'une manivelle 66 d'armement articulée par un axe 68 à un guide télescopique 70 de support d'un ressort 72 de compression. La manivelle 66 d'armement est montée coaxialement folle sur l'arbre 60 d'armement, et peut coopérer avec deux taquets 74, 76 fixés sur la première manivelle 52. A l'opposé de l'axe 68, le guide télescopique 70 du ressort 72 prend appui sur un maneton 78 de la deuxième manivelle 56 de commande. Une premiere butée 80 de fin de course de fermeture et une deuxième butée 82 de fin de course d'ouverture coopèrent respectivement avec des surfaces d'arrêt 84, 86 des première et deuxième manivelles 52, 56 de commande, lorsque le mécanisme 40 actionne l'interrupteur 10 en positions de fermeture et d'ouverture. La manivelle 66 d'armement est pilotée par un mécanisme de transmission 88 (fig. 5) susceptible d'être entrainé, soit par un bloc motoréducteur 90 (fig. 7), soit par une manivelle 92 auxiliaire montée sur un arbre 94 de manoeuvre accouplé mécaniquement à la tringle 42 de la commande de secours 44. L'arbre 94 de manoeuvre traverse des orifices 95 ménagés dans les flasques 48, 50. Sur la figure 5, le mécanisme de transmission 88 comporte une manivelle 96 de transmission montée coaxialement folle sur l'arbre 94 de la commande manuelle de secours 44. La manivelle 96 de transmission est pourvue d'une ouverture 98 oblongue centrée sur l'arbre 94. A l'intérieur de l'ouverture 98 est logé un premier ergot 100 d'entraînement fixé à la manivelle 92 auxiliaire. La manivelle 96 de transmission est articulée par une bielle 102 à une manivelle 104 d'entraînement ayant une ouverture 106 oblongue, à l'intérieur de laquelle est logé un deuxième ergot 108 d'entraînement. Ce dernier est fixé à une manivelle 110 de couplage montée sur l'arbre 60 d'armement, et accouplée à la manivelle 66 d'armement. Sur la figure 6, le mécanisme de transmission 88 est accouplé à la manivelle 66 d'armement du dispositif à double tumbler 46 de la fig. 4, représenté en position de fermeture de l'interrupteur 10. Le bloc motoréducteur 90 selon les figures 7 et 8, comporte un ensemble moteur et réducteur de vitesse 112 dont l'arbre de sortie 114 est doté d'un tenon 116 susceptible d'entraîner une manivelle 1 1 8 de commande montée folle sur l'arbre 114 durant un demi-tour. La manivelle 118 comporte deux crans 120, 122 diamétralement opposés et coopérant alternativement avec un cliquet de blocage 124. L'arbre de sortie 114dumotoréducteur 90 tourne toujours dans le même sens (représenté sur la figure 7 par le sens inverse des aiguilles d'une montre), pour les opérations de télécommande à la fermeture et à l'ouverture. La manivelle 118 est articulée à une bielle 126 de transmission ayant un axe d'accouplement 128 susceptible d' tre introduit dans un orifice de la manivelle 96 de transmission. La figure 9 représente le mécanisme 40 complètement assemblé, avec logement de l'arbre de sortie 114 du bloc motoréducteur 90 dans uneencoche 132des flasques 48, 50. Une came 136, solidaire de l'arbre 94 de la commande manuelle de secours 44 coopère avec un dispositif à microrupteurs 138 pour signaler et interrompre les ordres électriques envoyés vers le bloc motoréducteur 90 dès que la tringle de secours 42 est manoeuvrée de la position télécommande vers une position commande manuelle (ouverture ou fermeture). Sur la figure 10, on remarque que les bornes 36S, 36R, 36T de gauche de l'interrupteur 10 sont en liaison électrique avec les contacts fixes 140 des trois pôles, et que les bornes 34S, 34R, 34T de droite sont reliées par une tresse 142 aux contacts mobiles 144 correspondants. Un palonnier 146 est monté à rotation autour d'un axe 148 s'étendant perpendiculairement au contacts mobiles 144, et est accouplé à l'arbre 58 d'actionnement du mécanisme 40 par l'intermédiaire d'une manivelle de couplage 149. Chaque contact mobile 1 44 en forme de broche est accouplé à une manivelle 150 du palonnier 146, de manière à transformer le mouvement de rotation du palonnier 146 en un mouvement de translation du contact mobile 144. Le palonnier 146 traverse la cuve 152 étanche de l'interrupteur 10 isolé au SF6, avec interposition d'un joint 154 dynamique d'étanchéité. Le fonctionnement du mécanisme 40 de commande de l'interrupteur est le suivant: FONCTIONNEMENT DU DISPOSITIF A DOUBLE TUMBLER 46. Dans la position d'ouverture (fig. 2) la deuxième manivelle 56 de commande du dispositif à double tumbler 46 se trouve en appui contre la deuxième butée 82 de fin de course d'ouverture. Le ressort 72 du dispositif accumulateur d'énergie 64 est détendu. Les contacts 140, 144 de l'interrupteur 10 sont séparés. L'opération de fermeture de l'interupteur 10 s'opère par rotation de la manivelle 66 d'armement dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (voir flèche F, fig. 3) par l'intermédiaire du mécanisme de transmission 88 actionné soit manuellement par l'arbre 94 de la commande de secours 44, soit automatiquement par télécommande du bloc motoréducteur 90. Le déplacement de la manivelle 66 d'armement provoque une compression progressive du ressort 72 sur son guide télescopique , jusqu'à une valeur maximum située dans la position de passage de point mort fermeture de la fig. 3. L'action du ressort 72 sur la deuxième manivelle 56 de commande engendre un couple de maintien qui sollicite la manivelle 56 contre la deuxième butée 82 pendant la manoeuvre d'armement du ressort 72. L'interrupteur reste dans sa position d'ouverture pendant le temps d'armement, sans que les manivelles 56, 52 ne soient verrouillées positivement par des moyens d'accrochage additionnels. La rotation poursuivie de la manivelle 66 d'armement dans le sens trigonométrique (flèche F, fig.3), provoque la brisure de la genouillère 65, et la détente du ressort 72. Il en résulte l'entraînement simultané de la première manivelle 52 de commande contre la première butée 80, et de la deuxième manivelle 56 de commande vers la position de fermeture suite à l'action de la bielle 54 (fig. 4,6,9). Dans cette position, les contacts 140, 144 des trois pôles de l'interrupteur 10 sont fermés, et la manivelle 66 d'armement a subi un débattement en rotation d'environ 180 degrés à partir de la position d'ouverture. L'opération inverse d'ouverture de l'interrupteur 10 s'effectue par rotation de la manivelle 66 d'armement dans le sens des aiguilles d'une montre (voir flèches 0 (fig. 4,6,9). Onremarque d'une manière similaire que la première manivelle 52 de commande reste en appui sur la butée 80 jusqu'à la brisure de la genouillère 65. Ce blocage temporaire des manivelles 52, 56 pendant l'armement du ressort 72 est dû au couple de maintien exercé par la force de pression du ressort 72, dont la ligne d'action est décalée par rapport à l'arbre 58 dans la position de point mort. ENTRAINEMENT DU MECANISME DE TRANSMISSION 88. Dans le cas de la télécommande, les ordres de fermeture et d'ouverture sont envoyés directement vers le bloc motoréducteur 90. La présence de l'ouverture 98 oblongue dans la manivelle 96 de transmission autorise les manoeuvres automatiques par le bloc motoréducteur 90, sans aucune réaction forcée sur l'arbre 94 de la commande manuelle de secours, lequel se trouve obligatoirement en position inactive condamné du fait de l'action prioritaire de la télécommande. L'arbre 114 du bloc motoréducteur 90 tourne toujours dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour les manoeuvres de fermeture et d'ouverture. Dans le cas d'actionnement de la tringle 42 de la commande manuelle de secours 44, la came 136 solidaire de l'arbre 94 provoque la commutation du dispositif à microrupteurs 138 pour interrompre les ordres électriques transmis au bloc motoréducteur 90, dès que la tringle 42 quitte la position télécommande. Le montage fou sur un demi-tour de la manivelle 118 de sortie du bloc motoréducteur 90 permet la manoeuvre de l'arbre 94 par la commande manuelle de secours 44 sans provoquer une rotation forcée de l'arbre de sortie 114 de l'ensemble moteur et réducteur de vitesse 112. Cet état est représenté à la figure 8, dans laquelle l'arbre de sortie 114 du bloc motoréducteur 90 se trouve toujours en position de fermeture, alors que la bielle 126 de transmission a été actionnée vers la position d'ouverture par la manivelle 96 de transmission, suite à une ouverture manuelle par la commande de secours 44. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande pour un interrupteur (10) ou disjoncteur électrique multipolaire à haute tension susceptible d'occuper une première position de fermeture, et une deuxième position d'ouverture des contacts (140,144), ledit mécanisme (40) comportant: - un dispositif accumulateur d'énergie (64) à genouillère (65) composée d'une manivelle (66) d'armement articulée par un axe (68) à unguide télescopique (70) de supportd'unressort (72) de compression, - une première manivelle (52) de commande montée sur un arbre (60) d'armement, et accouplée par une bielle (54) de transmission à une deuxième manivelle (56) de commande, laquelle est calée sur un arbre (58) d'actionnement de l'interrupteur (10), - et des moyens de commande de la manivelle (66) d'armement pour provoquer le franchissement de point mort de la genouillère (65) lors du passage du mécanisme (10) de la première position vers la deuxième position, et vice versa, caractérisé en ce que la manivelle (66) d'armement est montée folle sur un arbre (60) d'armement en coopérant avec des taquets (74, 76) d'entraînement de la première manivelle (52) de commande, qu'à l'opposé de l'axe (68) de la genouillère (65), le guide télescopique (70) du ressort (72) prend appui sur un maneton (78) situé sur la deuxième manivelle (56) de commande, pour engendrer durant l'opération d'armement du ressort (72) un couple de maintien temporaire des première et deuxième manivelles (52, 56) dans leur état initial jusqu'à la brisure de la genouillère (65), et que les moyens de commande de la manivelle (66) d'armement comportent un mécanisme de transmission (88) piloté soit automatiquement par un bloc motoréducteur (90), soit manuellement par un arbre (94) accouplé à une commande de secours (44) par une tringle (42). 1 1 2. Mécanisme de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la deuxième manivelles (52, 56) de commande comportent des surfaces d'arrêt (84, 86) coopérant respectivement en positions de fermeture et d'ouverture avec une première et une deuxième butées (80, 82) de fin de course. 3. Mécanisme de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mécanisme de transmission (88) est relié au bloc motoréducteur (90) par une liaison cinématique, agencée pour autoriser les manoeuvres automatiques par le bloc motoréducteur (90) sans réaction sur l'arbre (94) de la commande de secours (44), et réciproquement une manoeuvre manuelle par l'arbre (94) de la commande de secours (44) sans provoquer de rotation forcée de l'arbre de sortie (114) du bloc motoréducteur (90). 4. Mécanisme de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mécanisme de transmission (88) comporte une manivelle (96) de transmission montée coaxialement folle sur l'arbre (94) de la commande manuelle de secours (44), ladite manivelle (96) ayant une ouverture (98) oblongue servant de logement à un premier ergot (100) d'entraînement fixé à une manivelle (92) auxiliaire calée sur l'arbre (94) de la commande manuelle de secours (44). 5. Mécanisme de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la manivelle (96) de transmission est accouplée par une bielle (126) à une manivelle (118) de commande montée folle sur l'arbre de sortie (114) durant une course prédéterminée du bloc motoréducteur (90), ledit arbre (114) tournant toujours dans le même sens de rotation pour les manoeuvres de fermeture et d'ouverture par télécommande, et étant équipé d'un tenon (116) d'entraînement de la manivelle (118) de commande. 6. Mécanisme de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le pourtour de la manivelle (118) de commande du bloc motoréducteur (90) comporte un premier et un deuxième écrans (120, 122) coopérant alternativement avec un cliquet (124) de blocage. 7. Mécanisme.de commande selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que sur l'arbre (94) de la commande de secours (44) est montée une came (136) destinée à coopérer avec un dispositif à microrupteurs (138) pour interrompre les ordres électriques transmis au bloc motoréducteur (90) en cas d'actionnement manuel de la tringle (42) de la commande de secours (44). 8. Mécanisme de commande selon l'une des revendications 1 à 7, pour un interrupteur (10) triphasé fixé sur un poteau (12) d'un réseau électrique aérien, caractérisé en ce que le mécanisme (40) de commande est situé sous l'interrupteur (10), et que la tringle (42) de la commande de secours (44) s'étend parallèlement au poteau (12).