Brevet FR2685540A1 — publié le 19930625

La présente invention concerne le domaine des interrupteurssectionneurs électriques destinés à couper en charge des lignes moyenne et haute tensions. La présente invention concerne tout particulièrement les interrupteurs-sectionneurs d'extérieur pour lignes aériennes. Les interrupteurs-sectionneurs électriques les plus couramment utilisés de nos jours en extérieur comprennent un chassis qui porte trois isolateurs dont deux isolateurs latéraux fixes et un isolateur central pivotant. Un premier isolateur latéral est muni à sa tête d'une broche fixe sur laquelle est raccordé un premier tronçon de la ligne électrique et un contact fixe de l'interrupteur-sectionneur. Le deuxième isolateur latéral est muni à sa tête d'une broche fixe sur laquelle est raccordé le second tronçon de la ligne électrique. L'isolateur central pivotant est muni à sa tête d'un contact mobile de l'interrupteur-sectionneur apte à être relié au contact fixe de l'interrupteur-sectionneur porté par le premier isolateur latéral, lorsque l'isolateur central pivotant est en position de fermeture et apte à être séparé de ce contact fixe lorsque l'isolateur central pivotant est déplacé en position d'ouverture. On a par ailleurs proposé pour améliorer le pouvoir de coupure des interrupteurs-sectionneurs ainsi formés d'adjoindre à ceux-ci un système de type fouet ou prolongement souple. Un tel système est décrit par exemple dans les documents FR-A-1534114 et FR-A-2495822. Selon ces documents, l'un des contacts de l'interrupteursectionneur est muni d'un fouet souple, tandis que l'autre des contacts de l'interrupteur-sectionneur est muni d'un crochet coopérant avec le fouet souple. Ainsi, lorsque les contacts de l'interrupteur-sectionneur portés par le premier isolateur latéral et par l'isolateur central pivotant se séparent, le courant continu a passé provisoirement par le fouet et le crochet précités pour éviter la création d'un arc. Lorsque le contact mobile de l'interrupteur-sectionneur arrive à une distance suffisante du contact fixe, le fouet se dégage du crochet d'une manière brutale et rapide, ce qui permet l'extinction de l'arc naissant par allongement de celui-ci dans de l'air non ionisé. Le document FR-A-2468988 décrit une variante de l'interrupteur-sectionneur à fouet, selon laquelle une première tige métallique flexible formant un premier fouet est solidaire d'un contact mobile tandis qu une seconde tige métallique flexible formant un second fouet est solidaire d'un bras lié au contact fixe de l'interrupteur-sectionneur, la première tige métallique flexible étant engagée dans un crochet de la seconde tige métallique flexible, en position de fermeture de l'interrupteur-sectionneur. Selon le document FR-A-2468988, l'utilisation de deux tiges flexibles permet d'augmenter la vitesse de coupure. Les interrupteurs-sectionneurs jusqu'ici proposés ont rendu de grands services. Toutefois, ils ne donnent pas totalement satisfaction. Un but principal de la présente invention est de proposer un nouvel interrupteur-sectionneur conçu pour présenter un pouvoir de coupure amélioré. Un autre but secondaire de la présente invention est de proposer un nouvel interrupteur-sectionneur permettant d'assurer une meilleure protection de l'avifaune, que les interrupteurs-sectionneurs antérieurement connus. Le but principal de la présente invention est atteint grâce à un interrupteur-sectionneur du type comprenant - un chassis, - au moins deux isolateurs portés par le chassis, dont l'un au moins mobile, - deux contacts principaux portés par des isolateurs respectifs pour être déplacés à la demande entre une position de fermeture et une position d'ouverture, par manoeuvre d'au moins un isolateur, et - une structure de type fouet liée aux contacts principaux, caractérisé par le fait qu'il comprend deux isolateurs mobiles chacun à pivotement autour d'axes parallèles, deux fouets souples portés respectivement par les deux isolateurs mobiles de sorte qu'ils soient engagés en position de fermeture de l'interrupteur-sectionneur et qu'ils se séparent, lors de l'ouverture de l'interrupteur-sectionneur, après séparation des contacts principaux de celui-ci, et une biellette de liaison entre les deux isolateurs mobiles de sorte que ceux-ci soient pivotés simultanément. Comme cela sera expliqué par la suite, l'utilisation de deux fouets souples portés chacun par un isolateur pivotant permet d'augmenter la vitesse de coupure et donc le pouvoir de coupure par rapport aux interrupteurs-sectionneurs antérieurs connus. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'interrupteur-sectionneur comprend au moins un fouet souple qui s'étend en saillie dans une direction générale verticale, vers le haut à partir de l'isolateur qui le porte et sensiblement au centre de l'interrupteursectionneur, en position de fermeture de celui-ci, pour interdire à l'avifaune de se poser sur l'interrupteur-sectionneur. Les fouets souples jusqu'ici proposés soit s'étendent dans une direction générale horizontale en position de fermeture de l'interrupteursectionneur, soit s'étendent parallèlement à des bras rigides généralement verticaux. De tels fouets souples ne peuvent donc en aucune façon servir d'obstacle à la pose pour l'avifaune. Les fouets généralement horizontaux constituent des perchoirs tentants. Les bras rigides généralement verticaux parallèles aux fouets souples peuvent également servir de support à l'avifaune. En revanche, l'utilisation d'un fouet souple généralement vertical en saillie sur l'interrupteur-sectionneur, c'est-à-dire s'étendant seul vers le haut à partir de la structure de l'interrupteur-sectionneur, forme selon les essais du Demandeur un obstacle efficace vis-à-vis de l'avifaune. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le chassis de l'interrupteur-sectionneur est réalisé en matériau composite. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 représente une vue latérale d'un interrupteur-sectionneur conforme à la présente invention, en position de fermeture, - la figure 2 représente une vue latérale d'un premier isolateur équipé de son fouet, - la figure 3 représente une vue latérale du second isolateur équipé de son fouet, - la figure 4 représente une vue latérale du chassis, - la figure 5 représente une vue latérale d'un premier fouet, - la figure 6 représente une seconde vue latérale, orthogonale à celle de la figure 5 de l'extrémité du premier fouet, - la figure 7 représente une vue latérale du second fouet. L'interrupteur-sectionneur conforme à la présente invention et représenté sur les figures annexées comprend essentiellement - un chassis 100, - deux isolateurs pivotants 200, 300 portant respectivement des contacts principaux 230, 330, - deux fouets 250, 350 portés respectivement par les isolateurs 200, 300, et - une biellette de liaison 400 reliant des supports des deux isolateurs. Le chassis 100 peut faire l'objet de nombreux modes de réalisation. De préférence, il est formé d'une poutre rectiligne 102 horizontale à l'utilisation. Cependant, le chassis 100 peut être oblique sur l'horizontale, et par exemple verticale selon les conditions d'implantation. Selon l'invention, le chassis 100 est réalisé préférentiellement en matériau composite, c'est-à-dire à base de résine, telle que du polyuréthane, et de fibres de verre. La poutre 102 porte deux chapes 120, 130. Chacun des deux isolateurs 200, 300 est fixé à sa base sur un support 210, 310. Ces supports 210, 310 peuvent également être l'objet de nombreuses variantes. Ils sont de préférence réalisés en matériau composite, c'est-à-dire à base de résine, telle que du polyuréthane, et de fibres de verre. Les supports 210, 310 sont articulés respectivement sur les chapes 120, 130 autour d'axes parallèles 122, 132. Les axes 122, 132 sont de préférence horizontaux. La biellette 400 peut de même faire l'objet de nombreuses variantes. Elle est de préférence formée d'une poutrelle rectiligne. La biellette 400 est par ailleur réalisée préférentiellement en maériau composite comme indiqué précédemment pour le chassis 100 et les supports 210, 310. La biellette 400 est articulée, par ses extrémités respectivement sur les supports 210, 310 autour d'axes 212, 312 parallèles aux axes 122, 132 précités. Plus précisément, les axes 212, 312 sont situés sur des côtés opposés des axes 122, 132. L'axe 212 est placé sous l'axe 122 en position de repos, tandis que l'axe 312 est situé au-dessus de l'axe 132, en position de repos. Ainsi, la liaison établie entre les deux supports 210, 310 génère un mouvement simultané des deux isolateurs 200, 300, et ce dans des sens respectivement opposés. En d'autres termes, lorsque l'isolateur 200 est entraîné à pivotement autour de l'axe 122, dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, par rapport à la position de la figure 1, l'isolateur 300 est automatiquement entraîné à pivotement autour de l'axe 132, par la biellette 400, dans le sens des aiguilles d'une montre, par rapport à la position de la figure 1. L'entraxe entre les axes 122 et 212 d'une part, et l'entraxe entre les axes 132 et 312 d'autre part, peuvent être au moins sensiblement égaux. Cette disposition n'est cependant pas impérative. Selon la représentation donnée sur la figure 1, ces entraxes sont généralement différents. Plus précisément encore, les axes 212 et 122 sont de préférence situés dans un plan passant par l'axe longitudinal 202 de l'isolateur 200. Par symétrie, les axes 312, 132 sont de préférence situés dans un plan passant par l'axe longitudinal 302 de l'isolateur 300. En position de repos correspondant à la position de fermeture représentée sur la figure 1, les axes 202, 302 des isolateurs 200, 300 sont de préférence symétriques d'un plan vertical et situés sensiblement à 35 de celui-ci. Dans cette position, la biellette 400 est elle-même inclinée d'environ 30 sur l'horizontal. L'isolateur 200 est muni à sa tête d'un premier contact principal 230. Le second isolateur 300 est muni à sa tête d'un second contact principal 330 destiné à coopérer avec le premier contact principal 230. Les deux contacts principaux 230, 330, peuvent faire l'objet de nombreux modes de réalisation connus de l'homme de l'art. De préférence, le premier contact principal 230 est formé d'une fourche en U à canal vertical tandis que le second contact principal 330 est formé d'un couteau adapté pour être engagé entre les deux branches de la fourche 230. De préférence, les deux branches de la fourche 230 présentent des bords d'engagement 232 évasés pour faciliter l'engagement du couteau 330 entre celles-ci. Sur la figure 1, qui représente l'interrupteur-sectionneur en position de fermeture, on voit le couteau 330 engager dans le fond de la fourche de contact 230. L'homme de l'art comprendra aisément que lorsque l'isolateur 200 est entraîné à pivotement autour de t'axe 122 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et que simultanément l'isolateur 300 est entraîné à pivotement autour de l'axe 132 dans le sens des aiguilles d'une montre, le couteau 330 se déplace progressivement vers les extrémités libres des branches de la fourche de contact 230 et finit par échapper à celles-ci. Par ailleurs, comme indiqué précédemment, les têtes des deux isolateurs 200, 300 sont munies chacune d'un fouet 250, 350. La base des fouets 250, 350 est placée dans des chapes 220, 320 supportées à la tête des isolateurs 200, 300. Plus précisément, la base de chaque fouet 250, 350 est constituée comme représenté sur les figures 5 et 7 par une spirale élastique 252, 352 enroulée autour d'un tourillon respectif 254, 354 porté par les chapes 220, 320. Les tourillons 254, 354 ont des axes respectifs 255, 365 horizontaux et parallèles aux axes 122, 132, 212 et 312 précités. Les extrémités libres 256, 356 des spirales 252, 352, qui sont opposées aux fouets 250, 350 sont fixées sur l'une des parois des chapes 220, 320. Par ailleurs, les spirales 252, 352 sont enroulées dans des sens respectivement opposés. De ce fait, les spirales 252, 352 exercent sur les fouets 250, 350 des sollicitations de sens respectivement opposés. Plus précisément encore les spirales 252, 352 sont orientées pour solliciter les fouets 250, 350 à la séparation lors de l'ouverture de l'interrupteur-sectionneur. Les extrémités libres 258, 358 des fouets 250, 350 opposées aux spirales de base 252, 352 sont munies de structures d'engagement. Ces structures d'engagement peuvent faire l'objet de nombreuses variantes. Selon la représentation donnée sur les figures annexées, l'extrémité 258 du fouet 250 est conformée sous la forme d'un crochet 259 retourné vers la base en spiral 252. L'extrémité 358 du fouet 350 présente une incurvation 359 en saillie latéralement par rapport à l'axe longitudinal du fouet 350. Deux exemples de réalisation de l'extrémité 359 sont représentés respectivement sur les figures 3 et 7 d'une part et sur la figure 1 d'autre part. L'homme de l'art comprendra aisément qu'en position de fermeture comme représenté sur la figure 1, les extrémités 258, 358, des fouets 250, 350, viennent en engagement. Lorsque les isolateurs 200, 300 sont pivotés en sens opposés vers la position d'ouverture, les contacts 230, 330 se séparent. Lors de ce pivotement, les fouets 250, 350 sont également sollicités. Cependant, en raison de l'engagement du crochet 259 et de l'incurvation 359 les fouets 250, 350 ne peuvent se séparer dans la phase initiale du pivotement des isolateurs 200, 300. Les ressorts formés par la base spirale 252, 352 des fouets 250, 350 sont comprimés au cours de ce pivotement. Lorsque les contacts 230, 330 se séparent les fouets restent en prise. La ligne électrique de ce fait n'est pas encore sectionnée et le courant passe par les fouets 250, 350. Les fouets se séparent seulement dans une phase ultérieure du pivotement des isolateurs 200, 300. La coupure est alors réalisée à vitesse élevée du fait que les fouets 250, 350 sont sollicités en sens opposés par les ressorts 252, 352 préchargés d'une part, et du fait que cette coupure bénéficie par ailleurs des vitesses de sens opposé des deux isolateurs pivotants 200, 300. Les fouets 250, 350 peuvent être formés chacun d'une structure unitaire, c'est-à-dire monobloc. Cependant, comme représenté sur les figures annexées, on peut réaliser les fouets 250, 350 en reliant une tige flexible 251, 351 formant le fouet proprement dit à une base spirale 252, 352 à l'aide d'une ferrule 260, 360. A titre d'exemple, les tiges flexibles 251, 351 peuvent être formées à base de matériau commercialisé sous la marque ZYCRAL, tandis que la base spirale 252, 352 est réalisée en acier ressort. Cette disposition permet de réaliser la tige flexible 251, 351 en un matériau de faible poids et donc de limiter l'inertie des fouets 250, 350. De préférence, la tête de chaque isolateur 200, 300 est munie en outre d'un ressort additionnel 270, 370 conçu pour solliciter les fouets 250, 350 vers la position de fermeture et faciliter l'engagement des extrémités 258, 358 des fouets 250, 350 lorsque l'interrupteur-sectionneur est déplacé de la position d'ouverture vers la position de fermeture. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, les ressorts additionnels 270, 370 sont formés de ressorts en spiral centrés autour d'axes 271, 371 parallèles aux axes 255, 355. Une première extrémité de ressorts 270, 370 est liée à des platines 234, 334 portant les contacts principaux 230, 330, tandis que la seconde extrémité des ressorts 270, 370 vient solliciter les fouets 250, 350 vers la position d'engagement. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, en position de fermeture de l'interrupteur-sectionneur, comme représenté sur la figure 1, les deux fouets 250, 350 sont sensiblement verticaux et font seuls saillie au-dessus de la structure de l'interrupteur-sectionneur. Ainsi, comme indiqué précédemment, les fouets 250, 350 forment obstacle à l'avifaune et interdisent aux oiseaux de se poser sur 1 ' interrupteur-sectionneur. Cette disposition permet d'éviter dans une large mesure des risques d'accidents par électrocution. Ce risque est également réduit du fait de la réalisation du chassis 100, des supports 210, 310 et de la biellette de liaison 400 en matériau composite électriquement isolant. En effet, le chassis 100 en matériau composite étant isolé de la terre, contrairement au chassis métallique classique, un petit oiseau qui se poserait sur le chassis 100 malgré la présence des fouets 250, 350 et qui viendrait alors à toucher une ligne de phase ne risquerait pas l'électrocution. Bien entendu, la sollicitation exercée par les éléments ressorts 252, 352 et 270, 370 doit être telle qu'à l'inverse de la cinématique d'ouverture, lors de la fermeture de l'interrupteur-sectionneur les contacts principaux 230, 330 soient portés en engagement avant les fouets 250, 350. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS l. Interrupteur-sectionneur pour lignes électriques moyenne et haute tensions, du type comprenant: - un chassis (100), - au moins deux isolateurs (200, 300) portés par le chassis (100), dont l'un au moins mobile, - deux contacts principaux (230, 330) portés par des isolateurs respectifs (200, 300) pour être déplacés à la demande entre une position de fermeture et une position d'ouverture, par manoeuvre d'au moins un isolateur (200, 300), et - une structure de type fouet (250, 350) liée aux contacts principaux (230, 330), caractérisé par le fait qu'il comprend - deux isolateurs (200, 300) mobiles chacun à pivotement autour d'axes parallèles (122, 132) sur le chassis, - deux fouets souples (250, 350) portés respectivement par les deux isolateurs mobiles (200, 300) de sorte qu'ils soient engagés en position de fermeture de l'interrupteur-sectionneur et qu'ils se séparent, lors de l'ouverture de l'interrupteur-sectionneur après séparation des contacts principaux (230, 330) de celui-ci, et - une biellette (400) de liaison entre les deux isolateurs mobiles (200, 300) de sorte que ceux-ci soient pivotés simultanément. 2. Interrupteur-sectionneur selon la revendication 1, caractéri sé par le fait qu'il comprend au moins un fouet souple (250, 350) qui s'étend en saillie dans une direction générale verticale, vers le haut à partir de l'isolateur (230, 330) qui le porte et sensiblement au centre de l'interrupteur-sectionneur, en position de fermeture de celui-ci, pour interdire à l'avifaune de se poser sur l'interrupteur-sectionneur. 3. Interrupteur-sectionneur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le chassis (100) est réalisé en matériau composite. 4. Interrupteur-sectionneur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la biellette (400) est réalisée en matériau composite. 5. Interrupteur-sectionneur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que le matériau composite est formé de résine, telle que du polyuréthane, et de fibres de verre. 6. Interrupteur-sectionneur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la biellette (400) est articulée sur la base de chaque isolateur (200, 300). 7. Interrupteur-sectionneur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les axes d'articulation (212, 222) de la biellette (400) sur les bases respectives de chaque isolateur (200, 300) sont situés sur des côtés opposés des axes d'articulation (122, 132) des mêmes isolateurs sur le chassis (100). 8. Interrupteur-sectionneur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que chaque fouet (250, 350) est réalisé par assemblage d'une tige souple (251, 351), sur une base élastique en spiral (252, 352), à l'aide d'une ferrule (260, 360). 9. Interrupteur-sectionneur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend des ressorts additionnels (270, 370) qui sollicitent les fouets (250, 350) en position d'engagement. 10. Interrupteur-sectionneur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend deux fouets (250, 350) sensiblement symétriques d'un plan vertical en position de fermeture de l'interrupteur-sectionneur.