Brevet FR2668851A1 — publié le 19920507

INTERRUPTEUR ROTATIF MULTIPOLAIRE. L'invention est relative à un interrupteur rotatif multipolaire moyenne tension à enveloppe de révolution étanche, remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée, dont le pourtour interne porte par pôle un contact fixe d'entrée, un contact fixe de sortie et un contact fixe de mise à la terre, qui sont espacés angulairement et, qui coopèrent avec un pont de contacts en forme de couteau pivotant, porté par un arbre rotatif de commande qui s'étend dans l'axe de l'enveloppe, les différents pôles étant échelonnés le long dudit arbre à l'intérieur de l'enveloppe, et séparés par des parois transversales de subdivision longitudinale de l'enveloppe, ledit arbre pouvant occuper sélectivement trois positions; une position d'ouverture, une position de fermeture dans laquelle le pont de contacts relie lesdits contacts d'entrée et de sortie, et une position de mise à la terre, dans laquelle ledit pont de contacts relie lesdits contacts de sortie et de mise à la terre. Un interrupteur rotatif du genre mentionné est décrit dans la demande de brevet français no 87 09009 de la demanderesse, et il permet par simple rotation d'un arbre de commande, de réaliser soit la fermeture ou l'ouverture des contacts, soit une mise à la terre La structure de l'interrupteur permet un encombrement réduit, qui s'accompagne d'une distance de séparation relativement faible entre les contacts fixes portés par la paroi interne de l'enveloppe de révolution Le risque d'amorçage est important, et la présente invention a pour but de confiner les gaz de coupure et de limiter le développement de l'arc. L'interrupteur rotatif selon l'invention est caractérisé en ce que dans chaque pôle, une cloison isolante s'étend entre le pourtour de l'enveloppe et l'arbre de commande, en étant intercalée entre le contact fixe d'entrée et le contact fixe de mise à la terre. La cloison isolante sépare le contact de la mise à la terre du contact d'entrée fixe, et évite ainsi tout risque d'amorçage, sans entraver le mouvement de rotation de l'arbre de commande La cloison isolante est adjacente au contact fixe d'entrée du côté du contact fixe de mise à la terre L'enveloppe de révolution est avantageusement en matière plastique, et la cloison isolante vient de moulage avec cette enveloppe Elle est avantageusement en deux parties, en l'occurrence une cuve et un couvercle assemblés suivant un plan de joint perpendiculaire au diamètre reliant les contacts fixes d'entrée et de sortie. L'arbre de commande en matière isolante s'étend suivant l'axe de l'enveloppe, et porte les trois ponts de contacts correspondant aux trois phases de l'interrupteur Chaque pont de contacts est constitué d'un couteau dont les extrémités sont agencées en forme de pinces, enserrant en position de fermeture, les plages des contacts fixes associés Chaque couteau est constitué de deux lames ayant chacune une partie centrale se prolongeant par une partie divergente constituant ladite pince Les deux lames sont sollicitées l'une contre l'autre par des ressorts de pression de contacts, et leur mouvement de rapprochement est limité par des butées encadrant la partie centrale du couteau. Ces butées définissent l'ouverture de la pince permettant une insertion aisée sur la plage de contacts Les deux lames sont soumises à des forces électrodynamiques de rapprochement lorsquelles sont parcourues par un courant électrique, et selon l'invention, ces forces sont mises à contribution, pour accroître la force de contact et éviter toute répulsion au niveau des pinces Sous l'effet des forces électrodynamiques d'attraction extrêmement importantes, les lames fléchissent et risquent de venir au contact, en annulant la force de serrage transmise aux pinces, et selon un développemernt important de l'invention, les parties centrales des lames présentent une échancrure d'une profondeur suffisante pour éviter toute venue en contact lors d'un fléchissement des lames La profondeur de cette échancrure est de quelques dizièmes de millimètre, ce qui permet de conserver des forces électrodynamiques importantes dues au faible écartement des parties centrales des lames. L'enveloppe comporte avantageusement une zone fragilisée, qui constitue une zone préférentielle d'éclatement en cas de surpression accidentelle à l'intérieur de l'enveloppe Cette zone fragilisée est obtenue par une réduction de l'épaisseur de l'enveloppe, en l'occurrence dans la zone de jonction de l'un des fonds à la paroi de révolution. 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 élévation et partiellement en coupe axiale d'un interrupteur selon l'invention, représenté en position fermé. Les figures 2,3 et 4 sont des coupes suivant la ligne 2-2 de la figure 1 représentant l'interrupteur respectivement en position fermé, ouvert et de mise à la terre. La figure 5 est une vue partielle à échelle agrandie du couteau selon la figure 1, représenté en position ouvert. La figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5 montrant le couteau en position fermé. Sur les figures, l'interrupteur rotatif tripolaire moyenne tension comporte une enveloppe étanche 1 0, constituée d'une cuve 11 et d'un couvercle 12 en matière plastique moulée, assemblée suivant un plan de joint 13 L'enveloppe étanche 10 de forme générale cylindrique est subdivisée en trois compartiments, par deux parois transversales 14, et l'ensemble est rempli d'un gaz à rigidité diélectrique élevée tel que l'hexafluorure de soufre, sous pression atmosphérique ou en surpression Les trois pôles R,S,T de l'interrupteur logé chacun dans l'un des compartiments de l'interrupteur, sont identiques, et seul l'un d'entre eux est décrit en détail par la suite Chaque pole comporte un contact fixe d'entrée 15, un contact fixe de sortie 1 6 et un contact fixe de mise à la terre 17 Ces contacts fixes 15,16,17 sont disposés sur la face interne de l'enveloppe 10 et constituent des traversées étanches de l'enveloppe 1 0 Le contact fixe de sortie 16 comporte un plot de contact 18 diamétralement opposé au plot de contact 19 du contact fixe d'entrée 15, et un plot de contact fixe 20 diamétralement opposé au plot de contact fixe 21 du contact de mise à la terre 17 Un pont de contacts mobile en forme de couteau rotatif 22 est porté par un arbre de commande 23, s'étendant dans l'axe de l'enveloppe 10 et dont l'une des extrémités 24 traverse, d'une manière étanche l'enveloppe 10, pour coopérer avec un mécanisme de commande extérieur (non représenté) Chaque couteau 22 est constitué de deux lames 25,26 disposées parallèlement, et ayant des extrémités divergentes pour former des pinces de contact mobile 27,28 coopérant chacune avec l'un des contacts fixes 15,16,17. Dans la position fermée de l'interrupteur représentée aux figures 1 et 2, le couteau 22 relie électriquement les contacts fixes d'entrée 15 et de sortie 16, et l'ouverture de l'interrupteur est commandée par une rotation d'environ 600 dans le sens des aiguilles d'une montre, sur la figure 2, de l'arbre de commande 23 Cette rotation amène les couteaux 22 des trois pôles dans la position inclinée, représentée sur la figure 3, qui correspond à la position d'ouverture de l'interrupteur Une rotation poursuivie de l'arbre de commande 23 amène les couteaux 22 en contact des plots de contacts 20,21 du contact de sortie 16 et du contact de mise à la terre 17, reliant ainsi le contact fixe de sortie 16 au contact de mise à la terre 17 Cette rotation poursuivie est également voisine de 60 Dans l'exemple représenté sur les figures, le contact fixe d'entrée 15 est disposé dans le fond du couvercle 12, et celui-ci porte une cloison isolante 29, venant avantageusement de moulage, et s'étendant sensiblement perpendiculairement au plan de joint 13, en étant intercalé entre le contact fixe d'entrée 15 et le contact de mise à la terre 17 La cloison isolante 29 est adjacente au contact fixe d'entrée 15 et elle s'étend jusqu'au pourtour de l'arbre de commande 23, de manière à limiter les risques de contournement et d'amorçage sur le plot 21 du contact de mise à la terre 17 La cloison 29 s'étend avantageusement sur toute la longueur du compartiment et sa disposition, à côté du contact fixe d'entrée 1 5 n'entrave pas la rotation du couteau 22. Dans la zone de jonction de la cloison 29 et des parois transversales 14 du compartiment sont ménagées des ouvertures 36, en forme d'échancrures voisines de l'arbre 23, pour permettre une circulation interne des gaz et donc de régénérer la tenue diélectrique dans la zone du plot de contact de mise à la terre 17. L'enveloppe 10 comporte avantageusement une zone fragilisée 30 d'éclatement en cas de surpression interne à l'enveloppe 10. Cette zone fragilisée est disposée dans la zone de raccordement de l'enveloppe cylindrique 10, et de l'un des fonds 31, en étant constituée par une simple rainure réduisant l'épaisseur de l'enveloppe Cette zone fragilisée 30 est de préférence au voisinage du contact fixe de sortie 16, et elle permet un échappement des gaz vers les zones éloignées des autres pôles. En se référant plus particulièrement aux figures 1,5 et 6, on voit que les lames de contacts 25,26 sont sollicitées l'une contre l'autre, par des ressorts 32 En position d'ouverture du couteau représenté à la figure 5, le rapprochement des lames ,26 est limité par des butées 33 qui encadrent la partie centrale 34 des lames 25,26 Les pinces 27,28 restent ainsi suffisamment ouvertes pour engager les plages des contacts fixes lors d'un mouvement de fermeture Les parties centrales 34 présentent une échancrure qui confinent une fente 35 d'écartement des parties centrales des lames 25,26 La largeur de cette fente 35 est de quelques dizièmes de millimètre et peut atteindre un millimètre Lorsque le couteau 22 est en position de fermeture représentée sur la figure 6, les pinces 27,28 s'engagent sur les contacts fixes 15,16 qui leur imposent un écartement à l'encontre de la force des ressorts 32 Il est clair que lorsque les lames 25,26 sont parcourues par le courant circulant entre les contacts fixes d'entrée et de sortie 15,16, ces lames 25,26 sont soumises à des forces électodynamiques de rapprochement qui participent à la pression de contact, et limitent les risques de répulsion de ces contacts La largeur de la fente 35 est choisie suffisamment importante pour éviter tout contact entre les parties centrales 34 des lames 25,26 fléchies. Cette absence de venue en butée permet de conserver intacte la force de contact engendrée par les forces électrodynamiques d'attraction entre les lames 25,26 Ces forces électodynamiques d'attraction sont légèrement plus faibles que lors d'une absence d'une échancrure, mais cette réduction est acceptable. Le fonctionnement de l'interrupteur ressort de l'exposé précédent, et l'invention est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit. REVENDICATIONS 1 Interrupteur rotatif multipolaire moyenne tension à enveloppe ( 10) de révolution étanche, remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevée, dont le pourtour interne porte par pôle un contact fixe d'entrée ( 15), un contact fixe de sortie ( 1 6) et un contact fixe de mise à la terre ( 17), qui sont espacés angulairement et qui coopèrent avec un pont de contacts ( 22) en forme de couteau pivotant, porté par un arbre rotatif ( 23) de commande qui s'étend dans l'axe de l'enveloppe ( 10), les différents pôles (R,S,T) étant échelonnés le long dudit arbre ( 23) à l'intérieur de l'enveloppe ( 10), et séparés par des parois transversales ( 14) de subdivision longitudinale de l'enveloppe, ledit arbre ( 23) pouvant occuper sélectivement trois positions; une position d'ouverture, une position de fermeture dans laquelle le pont de contacts ( 22) relie lesdits contacts d'entrée ( 15) et de sortie ( 16), et une position de mise à la terre, dans laquelle ledit pont de contacts ( 22) relie lesdits contacts de sortie ( 16) et de mise à la terre ( 17), caractérisé en ce que dans chaque pôle, une cloison isolante ( 29) s'étend entre le pourtour de l'enveloppe ( 1 0) et l'arbre de commande ( 23), en étant intercalée entre le contact fixe d'entrée ( 15) et le contact fixe de mise à la terre ( 17). 2 Interrupteur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enveloppe ( 1 0) est en une matière isolante moulée et que lesdites cloisons ( 29) viennent de moulage avec ladite enveloppe. 3 Interrupteur rotatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cloison isolante ( 29) est adjacente au contact fixe d'entrée ( 15) du côté du contact fixe de mise à la terre ( 17). 4 Interrupteur rotatif selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le contact de sortie ( 1 6) comporte un plot de contact ( 18) diamétralement opposé au contact d'entrée ( 15) et un plot de contact ( 20) diamétralement opposé au contact de mise à la terre ( 17), et que l'écart angulaire entre le contact d'entrée ( 15) et le contact de mise à la terre ( 17) est voisin de 600. Interrupteur rotatif selon la revendication 1,2,3 ou 4, caractérisé en ce que ledit couteau ( 22) est constitué de deux lames ( 25,26) de contacts disposées parallèlement et ayant des extrémités divergentes pour former à chaque extrémité une pince ( 27,28) de contact mobile venant en position de fermeture enserrer le contact fixe ( 15,16,17) associé qui est agencé en plage de contact, et que les deux lames ( 25,26) sont sollicitées élastiquement l'une contre l'autre, le rapprochement étant limité, lorsque les pinces sont dégagées des contacts fixes ( 15,16,17), par des butées ( 33) encadrant la partie centrale ( 34) de chaque lame ( 25,26), et que lesdites parties centrales 34 sont en position engagée des pinces ( 27, 28), à faible écartement pour être le siège de forces électrodynamiques d'attraction importante lorsqu'elles sont parcourues par le courant, cet écartement étant supérieur au fléchissement engendré par lesdites forces pour éviter une venue en contact des parties centrales ( 34) des deux lames ( 25,26). 6 Interrupteur rotatif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites parties centrales ( 34) sont constituées par une échancrure ( 35) ménagée dans les lames. 7 Interrupteur rotatif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la profondeur de l'échancrure ( 35) est de quelques dizièmes de millimètre. 8 Interrupteur rotatif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite enveloppe ( 10) présente une zone fragilisée ( 30) constituant une zone d'éclatement préférentielle. 9 Interrupteur rotatif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite zone fragilisée ( 30) est constituée par une épaisseur réduite de la paroi de l'enveloppe. Interrupteur rotatif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite zone fragilisée ( 30) est localisée à la jonction de l'un ( 31) des fonds et de la paroi de révolution de l'enveloppe ( 10).