Brevet FR2778492A1 — publié le 19991112

l'invention se rapporte à une commande pour la manoeuvre d'un interrupteur de circuits, comme un disjoncteur à haute tension conventionnel ou blindé. Plus précisément, I'invention concerne une commande comprenant des ressorts permettant d'effectuer les cycles d'ouverture et de fermeture habituellement demandés par les utilisateurs. Le cycle le plus couramment demandé est un cycle comprenant une ouverture, une fermeture après 0,3 seconde suivi d'une ouverture dans un délai de 0,02 seconde si le défaut n'a pas disparu. Un tel cycle est généralement désigné par l'abréviation O-0,3sF-0,02sO. On demande aussi au disjoncteur ayant effectué un cycle O- 0,3sF-0,02sO, de pouvoir se refermer après un délai maximal de 15 secondes, cette fermeture pouvant être suivie d'une ouverture dans un délai de 0,02 seconde si le défaut persiste. De la demande de brevet français N 85 15 751, on connaît une commande avec des ressorts rectilignes pour disjoncteur à haute tension capable d'effectuer les cycles précités. Il s'est avéré que le dispositif de réarmement des ressorts de cette commande connue était complexe car comprenant de nombreuses pièces et en particulier une roue à crochet qui est sujette à une usure rapide et qui nécessite des remplacements fréquents. De la demande de brevet français N 96 04 451, on connaît encore une commande avec des ressorts rectilignes pour disjoncteur capable d'effectuer ces cycles d'ouverture-fermeture comme indiqué plus haut. Cette commande comprend un ressort de déclenchement et un ressort d'enclenchement coaxiaux, la détente du ressort d'enclenchement entraînant la compression du ressort de déclenchement. La compression- du ressort d'enclenchement est assurée par un moteur électrique à deux sens de rotation disposé sur I'axe des ressorts et qui entraîne en translation le long de cet axe une tige solidaire de bras venant se fermer ou s'ouvrir sur une couronne d'appui du ressort d'enclenchement. La couronne d'appui du ressort d'enclenchement est solidaire d'un cylindre mobile dont l'extrémité comprend des doigts pivotants munis d'épaulements sur lesquels vient s'appuyer un disque d'appui du ressort de déclenchement, ces doigts venant en contact en fin de course dudit cylindre avec un cylindre fixe et s'écartant pour libérer le disque. Une telle commande présente l'inconvénient de faire appel à un grand nombre de pièces et le but de l'invention est de proposer une commande avec un système mécanique plus simple. A cet effet, l'invention a pour objet une commande pour un interrupteur de circuits, permettant d'effectuer un cycle rapide d'ouverture, de fermeture et de réouverture de l'interrupteur comprenant une tige reliée à une tringle de manoeuvre de I'interrupteur et déplaçable en translation sous l'action de la détente d'un premier ressort, un second ressort dont la détente entraîne la compression du premier ressort et des moyens de compression du premier ressort après une opération de déclenchement, caractérisée en ce que les moyens de compression comprennent un câble dont une extrémité est fixée à un disque d'appui du second ressort et qui est entraîné en translation selon un certain sens de translation par un moteur pour comprimer le second ressort, ce câble étant guidé librement à travers un disque d'appui du premier ressort lors de la compression du second ressort et ce câble étant rendu solidaire en déplacement du disque d'appui du premier ressort par le jeu d'un arc- boutement d'une première plaque contre le câble quand le câble est entraîné en translation dans un sens opposé audit certain sens de translation. La commande selon l'invention fournit donc l'énergie mécanique à la tringle de manoeuvre de l'interrupteur à partir de l'énergie emmagasinée dans deux ressorts qui sont bandés par le jeu du déplacement en translation d'un câble ou de plusieurs câbles parallèles. La compression des ressorts par le jeu d'un câble permet de placer le moteur en bas de pôle ce qui contribue à la bonne compacité de la commande. Selon un mode de réalisation particulier de la commande selon l'invention, chaque ressort est maintenu en position comprimée par une butée escamotable qui vient s'engager sous le disque d'appui du ressort. Pour entraîner en translation le câble, le moteur est couplé à une vis sans fin entraînant en translation un écrou. Le câble est rendu solidaire en translation de l'écrou par le jeu d'un arc-boutement d'une plaque contre le câble. Cet agencement simple contribue à limiter encore le nombre de pièces de la commande. Les deux ressorts de la commande ont des axes longitudinaux qui sont juxtaposés et le câble est guidé entre sa première extrémité fixée au disque d'appui du second ressort et le moteur par des poulies de sorte à longer l'axe longitudinal du second ressort et l'axe longitudinal du premier ressort. Avec cette disposition, on obtient un faible encombrement de la commande suivant la hauteur du pôle, cette commande pouvant être logée à l'intérieur d'un caisson parallélépipédique ou cylindrique. Un exemple de réalisation de la commande selon l'invention est décrite ci-après en détails et illustrée sur les dessins. La figure 1 est une vue schématique en élévation et partiellement en coupe d'un pôle de disjoncteur muni de la commande selon l'invention. La figure 2 illustre la commande selon l'invention qui est dans une position de repos correspondant à l'état déclenché du disjoncteur. La figure 3 illustre la commande selon l'invention qui est dans la position de compression du ressort d'enclenchement. La figure 4 illustre la commande selon l'invention qui est dans la position de compression du ressort de déclenchement. La figure 5 illustre la commande selon l'invention qui est dans la position de compression des ressorts de déclenchement et d'enclenchement. L'exemple décrit ci-après concerne un disjoncteur à une chambre de coupure par pôle; bien entendu la commande selon I'invention peut s'appliquer à un disjoncteur ou à un sectionneur (ou autre interrupteur de circuits), qu'il soit conventionnel ou blindé, comportant plusieurs chambres de coupure par pôle, par exemple deux chambres en T. Dans la figure 1, la référence 1 désigne une colonne isolante d'un pôle de disjoncteur. La colonne repose sur un châssis 2 fixé au sol. Un contact fixe 3 est placé dans la chambre de coupure 4 remplie de gaz d'isolement tel que l'hexafluorure de soufre SF6. La chambre 4 est délimitée, à sa partie supérieure, par un premier flasque 5 auquel est fixée une première prise de courant 5A, et, à sa partie inférieure, par un second flasque 7 auquel est fixée une seconde prise de courant 7A. La référence 8 désigne un piston de soufflage fixe. L'ensemble mobile comprend deux contacts 9 et une tuyère 10 solidaires d'un cylindre 11 coopérant avec le piston 8. Le cylindre est relié à une tringle de manoeuvre 12 qui traverse de manière étanche le flasque 7. Cette tringle 12 est reliée à une tige 13 faisant partie de la commande qui a été représentée dans la figure 1 par le rectangle 14. La commande est fixée au châssis 2 par des moyens non représentés; elle est directement placée sous le pôle à manoeuvrer. En se reportant maintenant à la figure 2, la commande selon l'invention comprend un bâti métallique 20, par exemple parallélélipédique, qui est fixé rigidement sous la colonne 1 du disjoncteur par des moyens classiques non représentés. Ce bâti a de préférence un fond fermé non représenté. Le sommet du bâti 20 comprend un couvercle 21 muni d'un orifice par lequel passe la tige de manoeuvre 13 munie à son extrémité d'un disque 26 servant d'appui à un premier ressort 25, coaxial à la tige 13, et destiné à la manoeuvre de déclenchement du disjoncteur, ce ressort 25 étant par la suite appelé ressort de déclenchement. Comme on le verra par la suite, ce ressort 25 est comprimé entre le couvercle 21 et le disque 26. Le ressort 25 est maintenue dans une position comprimée par au moins une butée rotative escamotable 27 venant s'engager sous le disque 26 (par rappel d'un ressort 29) lorsque celui- ci est remonté en direction du couvercle 21 et pouvant être manoeuvrée par une bobine d'ouverture 28 alimentée par des dispositifs non représentés de manoeuvre et/ou de protection du disjoncteur pour être dégagée du dessous du disque 26. La commande comprend encore un second ressort 32 qui est destiné à la manoeuvre d'enclenchement du disjoncteur. Ce ressort 32 est par la suite appelé ressort d'enclenchement. Le ressort 32 est monté sur un disque d'appui 33 et est comprimé entre ce disque 33 et le couvercle 21. Dans l'exemple de réalisation de la commande selon l'invention, le ressort 32 est placé parallèlement au ressort 25 c'est-à- dire que les axes longitudinaux des ressorts 32 et 25 sont juxtaposés. Le ressort 32 est maintenue dans une position comprimée par au moins une butée rotative escamotable 34 (à ressort de rappel 36) qui vient s'engager sous le disque 33 lorsque celui-ci est remonté vers le couvercle 21. Cette butée 34 est manoeuvrée par l'intermédiaire d'une bobine d'ouverture 35 pour être dégagée du dessous du disque 33. La bobine 35 peut être commandée par les dispositifs de manoeuvre et/ou de protection du disjoncteur servant à la commande de la bobine 28. Le ressort 32 a une force supérieure à celle du ressort 25 pour assurer à la fois le mouvement d'enclenchement du disjoncteur et la compression du ressort 25. Comme visible sur la figure 2, la partie supérieure du ressort 25 vient s'engager autour d'un bossage 22 du couvercle 21 tandis que la partie inférieure du ressort 25 s'encastre dans une couronne 24 du disque 25 ce qui contribue au bon maintien axial du ressort 25 quand il est comprimé ou détendu. Par ailleurs, le partie supérieure du ressort 32 s'engage dans une couronne 23 formée dans le couvercle 21 tandis que la partie inférieure du ressort 32 s'engage dans une autre couronne 37 du disque 33 ce qui contribue au bon maintien axial du ressort 32 quand il est comprimé ou détendu. La commande comprend encore un moteur électrique 40 à deux sens de rotation qui est fixé par exemple à une plaque support 45 elle même fixée au bâti 20 sous les disques 26 et 33. Le moteur électrique entraîne en translation un câble 50 dont une extrémité est fixée au disque 33. Dans l'exemple de réalisation montré sur les figures, la commande utilise un seul câble qui s'étend sensiblement le long de l'axe de chaque ressort 32 et 25 mais il est possible de prévoir par exemple deux câbles parallèles (ou plus) qui s'étendent le long des ressorts 32 et 25. Ce câble est guidé pour suivre un trajet passant le long du ressort 32, puis le long du ressort 25 et se terminant sur une portion rectiligne o il est en prise avec le moteur 40. Plus particulièrement, le câble 50 est fixé sur une protubérance centrale du disque 33. Il s'étend ensuite sensiblement verticalement le long de l'axe du ressort 32, traverse le couvercle 21, est renvoyé suivant une direction horizontale par une première poulie 60 montée sur le dessus du couvercle 21, est renvoyé sensiblement verticalement par une seconde poulie 61 montée sur le dessus du couvercle 21, traverse de nouveau le couvercle 21 pour s'étendre le long de la tige 13 entourée par le ressort 25. Il est ensuite guidé par une troisième poulie 62 fixée à la tige 13 pour traverser perpendiculairement et sensiblement centralement le disque 26 puis la plaque 45. Enfin il est renvoyé horizontalement par une poulie 63 par exemple fixée à la plaque 45 o il se termine par son tronçon rectiligne. A noter que le tronçon rectiligne de terminaison du câble 50 peut tout aussi bien être disposé verticalement si un telle disposition favorise une réduction de l'encombrement de la commande sous le pôle. Le disque 26 présente un renfoncement sur sa face inférieure dans lequel est montée une plaque ou rondelle rotative 70 qui est traversée par le câble 50. Cette plaque 70 de préférence rectangulaire est montée à rotation autour d'un axe central 71 de telle sorte que lorsqu'elle est positionnée perpendiculairement au câble 50, ce dernier coulisse librement à travers la plaque et quand elle est positionnée de façon oblique par rapport au câble, elle s'arc-boute contre ce dernier et reste en prise avec celui-ci. Cette plaque 70 est arc-boutée contre le câble par une ergot 72 qui traverse la plaque 45 et qui pousse une extrémité de la plaque 70 sous l'action d'un ressort contraint 73. Un autre ergot 74 est prévu pour traverser le disque d'appui 26 de telle façon à agir sur la plaque 70 pour la positionner perpendiculairement au câble 50. Enfin, le moteur 40 est couplé à une vis sans fin 41 sur laquelle est monté un écrou 4. Une autre plaque ou rondelle 43 montée rotative autour d'un axe 45 dans un évidemment de l'écrou 42 et traversée par le câble 50 vient -se bloquer par le jeu d'un arc- boutement sur le câble 50 lorsqu'elle est disposée de façon oblique par rapport à celui-ci alors qu'elle laisse filer librement ce câble 50 lorsqu'elle est positionnée perpendiculairement à celui-ci. L'extrémité libre du câble 50 est tenue tendue par l'intermédiaire d'un ressort 80. Le fonctionnement de la commande selon l'invention est le suivant. Figure 2, la commande occupe une position de repos. Les ressorts 25 et 32 sont détendus. Les disques d'appui 26 et 33 reposent sur la plaque 45. L'écrou 42 est positionné le long de la vis sans fin 41 pour pouvoir déplacer en translation le câble 50. Lorsque le disjoncteur est en fonctionnement normal, c'est-à-dire en position enclenchée, les deux ressorts 25 et 32 sont maintenus bandés par les butées escamotables 27 et 34. Pour bander le ressort d'enclenchement 32 comme montré sur la figure 3 à partir de la position de repos de la commande, on met en marche le moteur 40 pour entraîner la vis sans fin 41 de façon à déplacer l'écrou 42 vers la gauche sur la figure 2. Dans ce sens de déplacement de l'écrou 42, la plaque 43 se place de façon oblique par rapport à la portion rectiligne terminale du câble 50 et s'arc-boute sur ce câble pour l'entraîner en déplacement selon le sens indiqué par la flèche C. Le câble tire le disque d'appui 33 qui se rapproche de la plaque 21 ce qui fait que le ressort 32 est comprimé. Quand le disque d'appui 33 franchi la butée escamotable 34, cette dernière s'engage sous le disque d'appui pour maintenir le ressort 32 bandé. A noter que le câble 50 passe librement à travers la plaque 70 quand il est déplacé en translation selon le sens indiqué par la flèche C vu que la plaque 70 se place naturellement perpendiculairement au câble 50. Une fois que la butée escamotable 34 est engagée sous le disque d'appui 33, le sens de rotation du moteur 40 est inversé pour faire revenir l'écrou 42 à l'extrémité droite de la vis sans fin 41 sur la figure 3. La plaque 43 est forcée à revenir suivant une position perpendiculaire au câble 50 et glisse donc le long de celui-ci. A noter que le câble 50 est maintenu tendu par l'action du ressort 80. Pour bander le ressort de déclenchement 25 par la détente du ressort 32, il suffit d'alimenter la bobine 34 pour provoquer I'escamotage de la butée rotative 34 du dessous du disque d'appui 33. En se détendant, le ressort 32 déplace le disque d'appui 33 qui entraîne le câble 50 selon le sens indiqué par la flèche D. Par le jeu de l'arc-boutement de la plaque 70 sur le câble 50, le disque d'appui 26 est rendu solidaire en déplacement du câble 50 ce qui provoque le déplacement du disque d'appui 26 vers la plaque 21 et donc la compression du ressort 25 comme visible sur la figure 4. En même temps, la tige 13 est déplacée de sorte que le disjoncteur est enclenchée. Quand le disque d'appui 26 franchit la butée escamotable 27, cette dernière s'engage sous le disque d'appui 26 pour maintenir le ressort 25 bandé. A noter que pendant cette opération, le câble 50 se déplace librement à travers la plaque 43. Dans la position bandée du ressort 25, la plaque rotative 70 est maintenue sensiblement perpendiculaire au câble 50 par le jeu de l'ergot 74 qui pénètre à travers le disque d'appui 26. A ce stade, la commande est prête pour assurer une opération rapide de déclenchement du disjoncteur en actionnant simplement la bobine 28 pour dégager la butée escamotable 27 du dessous du disque d'appui 26. En se déplaç,ant, le disque d'appui entraîne la tige 13 pour déclencher le disjoncteur. Une fois que la bobine 28 est actionnée, la commande repasse à la position montrée figure 2 et le ressort de déclenchement 25 peut de nouveau être bandé comme indiqué ci-dessus. La commande peut aussi est positionnée pour que les deux ressorts 25 et 32 soient bandés simultanément de façon à pouvoir assurer une séquence O-F-O. Dans ce cas, à partir de l'état de la commande montré figure 4, le ressort d'enclenchement 32 est de nouveau bandé en commandant le moteur 40 pour déplacer l'écrou 42 vers la gauche sur la figure 4. Le câble 50 tire donc le disque d'appui 33 vers la plaque 21 ce qui comprime le ressort 32. La butée escamotable 34 s'engage sous le disque d'appui 33 et le ressort de déclenchement est ainsi maintenu comprimé. La commande est alors placée dans la position montrée figure 5. Le sens de rotation du moteur 40 est ensuite inversé pour faire revenir l'écrou 42 vers la droite de la vis sans fin 41 sur la figure 5. Pour réaliser la séquence O-F-S, on actionne d'abord la bobine 28 et la butée escamotable 27 se dégage du dessous du disque d'appui 26. Le ressort 25 se détend et entraîne la tige 13 qui entraîne la tringle de manoeuvre 12 du disjoncteur. Le disjoncteur est ouvert. On actionne ensuite la bobine 35 et la butée escamotable 34 se dégage du dessous du disque d'appui 33. Le ressort 32 se détend et entraîne le câble 50 selon le sens indiqué par la flèche D. Le ressort est alors comprimé et la tige 13 est déplacée pour enclencher le disjoncteur. Le ressort 25 est maintenu dans une position comprimée par la butée escamotable 27. On actionne ensuite cette butée escamotable 27 pour déclencher le disjoncteur. A la fin de cette séquence O-F-O, la commande se retrouve dans la position montrée figure 2. REVENDICATIONS 1/ Une commande pour un interrupteur de circuits, permettant d'effectuer un cycle rapide d'ouverture, de fermeture et de réouverture de l'interrupteur (cycle O-F-O), ladite commande comprenant une tige (13) reliée à une tringle de manoeuvre (12) de l'interrupteur et déplaçable en translation sous l'action de la détente d'un premier ressort (25), un second ressort (32) dont la détente entraîne la compression du premier ressort (25) et des moyens de compression du premier ressort (25) après une opération de déclenchement, caractérisée en ce que les moyens de compression comprennent un câble (50) dont une extrémité est fixée à un disque d'appui (33) du second ressort (32) et qui est entraîné en translation selon un certain sens de translation par un moteur (40) pour comprimer le second ressort (32), ce câble étant guidé librement à travers un disque d'appui (26) du premier ressort lors de la compression du second ressort et ce câble étant rendu solidaire en déplacement du disque d'appui (26) du premier ressort par le jeu d'un arc-boutement d'une première plaque (70) contre le câble quand le câble est entraîné en translation dans un sens opposé audit certain sens de translation. 2/ La commande selon la revendication 1, dans laquelle chaque ressort (25,32) est maintenu en position comprimée par une butée escamotable (27, 34) qui vient s'engager sous le disque d'appui (26,33) du ressort. 3/ La commande selon la revendication 1, dans laquelle le moteur (40) est couplé à une vis sans fin (41) entraînant en translation un écrou (42), le câble (50) étant rendu solidaire en translation de l'écrou par le jeu d'un arc-boutement d'une seconde plaque (43) contre le câble quand l'écrou est déplacé en translation selon ledit certain sens de translation. 4/ La commande selon la revendication 1, dans laquelle ladite première plaque (70) est montée rotative dans un renfoncement dudit disque d'appui (26) du premier ressort (25). / La commande selon la revendication 3, dans laquelle ladite seconde plaque (43) est montée rotative dans un évidemment de I'écrou (42). 6/ La commande selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle les deux ressorts (25,32) ont des axes longitudinaux qui sont juxtaposés et dans lequel ledit câble (50) est guidé entre sa première extrémité fixée au disque d'appui du second ressort (32) et le moteur (50) par des poulies de sorte à longer l'axe longitudinal du second ressort et l'axe longitudinal du premier ressort.