Brevet FR2808618A1 — publié le 20011109

Disjoncteur comportant, dans une enveloppe remplie d'un gaz diélectrique sous pression, un ensemble mobile. La présente invention concerne un disjoncteur comportant, dans une enveloppe remplie d'un gaz diélectrique sous pression, un ensemble mobile comprenant un premier tube, dit tube de manoeuvre, un second tube, coaxial au premier tube et l'entourant, ledit premier tube et ledit second tube étant reliés l'un à l'autre par une couronne percée d'ouvertures et équipée d'un clapet et constituant un piston mobile séparant une chambre de compression d'une chambre de soufflage, ledit premier tube étant situé du côté de la chambre de compression et son extrémité venant se relier à ladite couronne, un support de contact d'arc, mobile, étant situé du côté de la chambre de soufflage et fixé rigidement sans degré de liberté à ladite couronne. Plus particulièrement, I'invention est relative à un disjoncteur à haute tension et porte sur le mode d'assemblage de la couronne, ou piston, avec, d'une part, le tube de manceuvre et d'autre part un support de contact d'arc faisant partie de l'ensemble mobile. En effet, actuellement le tube de manoeuvre est vissé dans la couronne avec application d'un couple de serrage. La liaison est ensuite immobilisée, soit par collage, soit par le moyen d'une vis pointeau, soit par déformation de matière. Il en est de même du support de contact d'arc. Ce type de liaison n'est pas satisfaisant, le montage est difficile, nécessitant un couple de serrage important, provoquant une déformation des pièces, du tube de manoeuvre notamment, de grande longueur. L'immobilisation de la liaison est délicate: dans le cas d'un collage, cela nécessite une préparation des surfaces, il y a des risques de coulure de colle, nécessité d'utilisation d'une colle résistante à haute température. Si l'on utilise une vis pointeau comme moyen d'immobilisation, cela nécessite une épaisseur d'implantation. Une immobilisation par déformation de matière par effort manuel n'est pas toujours répétitif. Si les pièces sont en aluminium, le montage par filetage est impossible à cause du grippage et il est alors nécessaire de faire un traitement de surface sur l'une des deux pièces à assembler nécessitant une reprise d'usinage sur les portées d'appui pour le passage du courant. Par ailleurs, dans les liaisons connues par vissage, une gorge est usinée dans le support de contact d'arc ou bien dans la couronne (piston) de façon à recevoir un clapet. Un tel usinage implique une bonne accessibilité ou bien un découpage particulier des pièces et cela exclut l'utilisation de clapets métalliques: le clapet doit en effet être monté par extension élastique pour le placer dans la gorge. La présente invention a pour premier but de réaliser un mode de liaison non vissé afin d'en éliminer les inconvénients cités ci-dessus. L'invention a ainsi pour objet un disjoncteur tel que définit ci-dessus, caractérisé en ce que ladite couronne, ayant un alésage de diamètre D, possède, à une distance x de sa face située du côté de ladite chambre de compression, une gorge de profondeur h et de largeur 1, I'extrémité dudit premier tube, du côté o il est relié à ladite couronne, comportant n interruptions de matière, sur une longueur axiale L laissant dépasser n griffes, I'extrémité d'au moins l'une des griffes comportant une collerette venant se loger dans ladite gorge de ladite couronne, ladite couronne comportant un ou des passages correspondant angulairement aux griffes comportant une dite collerette et permettant l'introduction axiale de la collerette, ou des collerettes, jusqu'au droit de ladite gorge puis la rotation du tube de façon à faire pénétrer la ou les collerettes, dans les portions de gorge restantes, en ce que ledit support de contact d'arc, tubulaire, comporte n interruptions de matière et n griffes, complémentaires de celles dudit premier tube, les griffes dudit support de contact d'arc venant s'intercaler et combler les interruptions de matière situées entre les griffes dudit premier tube. Selon une autre caractéristique de l'invention, permettant d'utiliser aussi bien un clapet souple qu'un clapet métallique, le support de contact d'arc comporte, à une distance I, du fond des interruptions de matière, un anneau de diamètre externe Di venant en butée contre ladite couronne, des moyens étant prévus pour constituer une gorge, dans laquelle vient se loger un clapet contre la face, côté chambre de soufflage, de ladite couronne. Selon une première réalisation de l'invention, ladite fixation rigide dudit support de contact d'arc à ladite couronne est faite pas pénétration à force de l'extrémité de longueur I1 allant dudit anneau jusqu'au fond desdites interruptions de matière, dans l'alésage de diamètre D de ladite couronne, le diamètre extérieur des griffes étant tel qu'elles pénètrent dans cet alésage librement, lesdits moyens pour constituer ladite gorge dans laquelle vient se loger un clapet, comprenant une portée d'appui appartenant à ladite couronne, de diamètre interne D et de diamètre externe D2 tel que D1>D2>D, contre laquelle vient s'appuyer ledit anneau. Selon une deuxième réalisation, ladite fixation rigide dudit support de contact d'arc à ladite couronne est faite par vissage dudit anneau contre la face, côté chambre de soufflage, de ladite couronne, la partie périphérique dudit anneau comportant, du côté o l'anneau s'applique contre ladite face, une portée de réception dudit clapet formant ainsi ladite gorge. On va maintenant donner la description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention en se reportant au dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue schématique partielle d'un disjoncteur permettant de localiser l'innovation de l'invention. La figure 2 est une vue en perspective de l'extrémité du tube de manoeuvre venant se relier à la couronne, ou piston, d'un disjoncteur selon l'invention. La figure 3 est une vue en perspective de l'extrémité du support de contact d'arc venant se fixer rigidement à la couronne, d'un disjoncteur selon I'invention. La figure 4 montre une coupe de l'extrémité du support de contact d'arc dans un disjoncteur selon l'invention, coupe par un plan axial passant par le milieu d'une griffe (le support de contact d'arc comportant dans l'exemple décrit deux griffes). La figure 5 montre en perspective partielle une couronne d'un disjoncteur selon l'invention. La figure 6 montre la couronne de la figure 5 vue en plan. La figure 7 est une vue partielle en coupe selon VII-VII de la figure 6. La figure 8 est une perspective de l'ensemble monté avec arrachement d'une partie de la couronne. La figure 9 montre un détail en coupe de la portion repérée IX figure 8. La figure 10 est une vue partielle montrant une variante relativement à la fixation du support de contact d'arc à la couronne. La figure 1 montre une vue partielle d'un disjoncteur à haute tension comprenant une enveloppe isolante 1 remplie d'un gaz diélectrique sous pression, tel que du SF6 par exemple. Dans cette enveloppe 1 sont contenus les organes du disjoncteur et, en particulier, un ensemble mobile. Cet ensemble mobile comprend, entre autres, un premier tube 2, dit tube de manoeuvre, un second tube 3 coaxial au premier tube et l'entourant, une couronne 4 constituant un piston mobile, et un support de contact d'arc 5. Sur la figure, par mesure de simplification, le support de contact d'arc et les contacts d'arc sont schématiquement représentés comme une pièce unique. La couronne 4 relie le tube de manoeuvre 2 au second tube 3. L'invention porte sur le mode d'assemblage des trois pièces: tube de manoeuvre 2, support de contact d'arc 5 et couronne, ou piston 4, et les figures suivantes 2 à 10 représentent, assemblées ou isolément et généralement partiellement, ces pièces dans la zone repérée A sur la figure 1. La couronne 4 sépare une chambre de compression 6 d'une chambre de soufflage 7. La chambre de compression 6 comprend un fond 8 constituant un piston fixe, mais qui pourrait, comme dans certains disjoncteurs être " semi- mobile ". La couronne 4 est percée d'ouvertures et équipée, du côté de la chambre de soufflage 7, d'un clapet 21. Le second tube 3 comporte, en extrémité, une buse de soufflage 9. On voit en outre sur cette figure un contact d'arc fixe 10 et des contacts permanents fixes 11. L'invention s'applique bien entendu, aussi, aux disjoncteurs o ces contacts sont également mobiles comme dans les disjoncteurs à double mouvement de contacts. On va maintenant préciser l'invention en décrivant les pièces situées dans la zone repérée A de la figure 1, en se référant aux figures 2 à 10. La figure 2 montre l'extrémité du tube de manoeuvre 2 venant se relier à la couronne 4. Comme le montre la figure, I'extrémité de ce tube comporte n interruptions de matière 11 laissant dépasser n griffes 12. Dans l'exemple représenté, n=2 et il y a donc deux griffes 12 et deux interruptions de matière 11. La longueur axiale des griffes 12, correspondant à la longueur axiale d'interruption de matière est repérée L sur la figure 2. L'extrémité des griffes 12 comporte une collerette 13. Dans l'exemple décrit, chaque griffe 12 2808618 comporte une collerette 13, ce qui n'est pas absolument indispensable, au moins l'une des n griffes devant avoir une telle collerette. En se reportant maintenant aux figures 5, 6 et 7 qui représentent d'une part, en perspective (en vue partielle), et d'autre part, en deux vues planes, la couronne ou piston 4, on va décrire les particularités de la couronne permettant d'y relier l'extrémité du tube 2 décrit ci-dessus. La couronne comporte un alésage de diamètre D, égal au diamètre externe du tube de manoeuvre 2, au jeu près nécessaire à l'introduction du tube et à sa rotation. A une distance x de la face 14, située du côté de la chambre de compression 6 (figure 1), la couronne 4 possède une gorge 15 de profondeur h et de largeur I. La profondeur h de la gorge 15 doit être telle que la collerette 13 du tube de manoeuvre 2 puisse s'y introduire sans peine. En pratique, comme on le voit sur la perspective montrant, figure 8, I'ensemble des pièces assemblées, on voit que la collerette 13 est d'une hauteur un peu inférieure à la profondeur de la gorge 15 de la couronne 4. Par ailleurs, la couronne 4 possède deux passages 16 correspondant angulairement à la collerette 13 de chaque griffe 12 de façon à permettre l'introduction axiale du tube 2 dans la couronne 4 en disposant les collerettes 13 en face des passages 16. Les collerettes peuvent ainsi passer et lorsqu'elles sont au droit de la gorge 15 on fait tourner le tube de manière à faire pénétrer les collerettes 13 dans les parties restantes de la gorge 15. Bien entendu, s'il y a n griffes mais que toutes les griffes ne portent pas de collerettes, il n'y a qu'un nombre de passages 16 correspondant au nombre de griffes comportant une collerette. Comme on le voit bien sur les figures 6 et 7, les passages 16 sont réalisés par des fraisages dont la profondeur axiale dépasse la distance x, ce qui n'est pas indispensable. Une pénétration correspondante à la longueur x serait suffisante. Par ailleurs, on peut constater que la profondeur du fraisage est un peu inférieure à la profondeur h de la gorge 15, ce qui n'est pas gênant puisque la hauteur de la collerette 13 est inférieure à la profondeur h de cette gorge. Bien entendu, ceci n'est qu'un exemple de réalisation, mais ce qui est nécessaire et suffisant est que les collerettes puissent passer librement et que l'on puisse ensuite faire roter le tube pour que les collerettes soient logées dans les parties restantes de la gorge 15. On obtient ainsi une liaison axiale du tube 2 par rapport à la couronne 4, avec seulement le jeu nécessaire au montage. L'immobilisation en rotation du tube de manoeuvre 2, au jeu près, est assurée par les griffes 12 qui coopèrent avec des griffes complémentaires de l'extrémité du support de contact d'arc, décrit ci-après en référence aux figures 3 et 4; support de contact d'arc 5 qui, lui, est fixé rigidement, sans degré de liberté et sans jeu à la couronne 4. Ainsi, les griffes du support de contact d'arc 5, pénétrant dans les interruptions de matière 11, et les comblant au jeu près, de l'extrémité du tube de manoeuvre 2, interdit au tube de pivoter et donc aux collerettes 13 de sortir des parties restantes de gorge 15. Le tube de manoeuvre est donc immobilisé axialement et en rotation, aux jeux près. Les figures 3 et 4 montrent donc, respectivement, en perspective et en coupe par un plan axial passant par le milieu des griffes, I'extrémité du support de contact d'arc 5. Ce support de contact d'arc 5, tubulaire, comporte donc, comme le tube de manoeuvre 2, n interruptions de matière 16 et n griffes 17; n étant égal à deux dans l'exemple décrit et représenté sur ces figures 3 et 4. Ces griffes 17 et interruptions de matière 16 sont complémentaires de celles du tube de manceuvre 2. Cependant, les griffes 17 ne comportent pas de collerette à leur extrémité. Comme on le voit sur la figure 7, montrant l'ensemble assemblé, les griffes 12 et 17 viennent reconstituer les interruptions de matière, aux jeux près, en s'interpénétrant. Par ailleurs, à une distance Il du fond des interruptions de matière 16, le support de contact 5 comporte un anneau 18, de diamètre externe D1. Lors du montage, comme on le voit sur la figure 8, cet anneau 18 vient en butée contre une portée d'appui 19 (figure 4) de la couronne 4. Cette portée d'appui 19 a un diamètre externe D2. Son diamètre interne D correspond à I'alésage central de la couronne 4 (Dl >D2>D). Dans cet exemple de réalisation, préféré, de l'invention, la fixation rigide du support de contact d'arc à la couronne est faite par emmanchement à force, à la presse, de la partie tubulaire de longueur Il (figure 4) du support de contact 5 dans l'alésage D de la couronne 4 jusqu'à l'appui de la couronne 18 contre la portée 19. En revanche, la cote du diamètre externe 280861 8 des griffes 17 est telle qu'elles pénètrent librement dans l'alésage D. La couronne 4 comporte des ouvertures 20 permettant, lors de l'ouverture du disjoncteur, le passage du gaz de la chambre de compression 6 vers la chambre de soufflage 7. Un clapet 21 équipe, comme le montre la figure 9, la couronne 4. Ce clapet 21 est ainsi placé dans la gorge 22 formée par la portée 19 entre l'anneau 18 et la face 23 de la couronne 4. Comme on le voit, la façon de réaliser la gorge 22 par appui de l'anneau 18 contre la portée 19, permet de placer le clapet 21 sur la portée 19 (avant l'emmanchement du support de contact d'arc 5) sans avoir à monter le clapet dans la gorge par extension élastique, on peut donc utiliser un clapet métallique. La figure 9 montre le détail o l'on voit le clapet 21. Ainsi, grâce à l'invention, on supprime tout assemblage par vissage du tube 2 et du support de contact d'arc 5, évitant ainsi tous les inconvénients cités en introduction. L'emmanchement à force du support de contact d'arc 5, dans l'alésage de la couronne 4, assure en outre un excellent contact électrique. La figure 10 montre une variante de réalisation dans laquelle la fixation du support de contact d'arc 5 n'est pas faite par emmanchement à force mais par l'anneau 18 utilisé comme bride de fixation contre la face plane 24 de la couronne 4 au moyen de vis de fixation 25. Dans ce cas, la longueur 1,, tubulaire, du support de contact d'arc 5 a un diamètre D à ajustement doux dans celui de la couronne 4. La gorge 26 pour le clapet 21 est faite par un usinage périphérique formant une portée de réception 27 du clapet 21. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur comportant, dans une enveloppe (1) remplie d'un gaz diélectrique sous pression, un ensemble mobile comprenant un premier tube (2), dit tube de manoeuvre, un second tube (3), coaxial au premier tube et l'entourant, ledit premier tube et ledit second tube étant reliés l'un à l'autre par une couronne (4) percée d'ouvertures (20) et équipée d'un clapet (21) et constituant un piston mobile séparant une chambre de compression (6) d'une chambre de soufflage (7), ledit premier tube (2) étant situé du côté de la chambre de compression et son extrémité venant se relier à ladite couronne (4), un support de contact d'arc (5), mobile, étant situé du côté de la chambre de soufflage et étant fixé rigidement, sans degré de liberté, à ladite couronne, caractérisé en ce que ladite couronne (4), ayant un alésage de diamètre D, possède, à une distance x de sa face (14) située du côté de ladite chambre de compression (6), une gorge (15) de profondeur h et de largeur 1, l'extrémité dudit premier tube (2), du côté o il est relié à ladite couronne (4), comportant n interruptions de matière (11), sur une longueur axiale L laissant dépasser n griffes (12), l'extrémité d'au moins l'une des griffes comportant une collerette (13) venant se loger dans ladite gorge (15) de ladite couronne (4), ladite couronne comportant un ou des passages (16) correspondant angulairement aux griffes (12) comportant une dite collerette (13) et permettant l'introduction axiale de la collerette, ou des collerettes, jusqu'au droit de ladite gorge (15) puis la rotation du tube (2) de façon à faire pénétrer la ou les collerettes (13), dans les portions de gorge (15) restantes, en ce que ledit support de contact d'arc (5), tubulaire, comporte n interruptions de matière (16) et n griffes (17), complémentaires de celles dudit premier tube (2), les griffes (17) dudit support de contact d'arc (5) venant s'intercaler et combler les interruptions de matière (11) situées entre les griffes (12) dudit premier tube (2). 2) Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de chaque griffe (12) dudit premier tube (2) comporte une dite collerette (13). 3) Disjoncteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit tube (2) et ledit support de contact d'arc (5) comportent chacun deux griffes (12, 17). 9g 2808618 4) Disjoncteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit support de contact d'arc (5) comporte, à une distance Il du fond des interruptions de matière, un anneau (18) de diamètre externe D1 venant en butée contre ladite couronne, des moyens étant prévus pour constituer une gorge (22, 26), dans laquelle vient se loger un clapet (21) contre la face (24), côté chambre de soufflage, de ladite couronne (4). ) Disjoncteur selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite fixation rigide dudit support de contact d'arc (5) à ladite couronne (4) est faite par pénétration à force de l'extrémité de longueur 1I allant dudit anneau (18) jusqu'au fond desdites interruptions de matière, dans l'alésage de diamètre D de ladite couronne (4), le diamètre extérieur des griffes (17) étant tel qu'elles pénètrent dans cet alésage librement, lesdits moyens pour constituer ladite gorge (22) dans laquelle vient se loger un clapet (21) comprenant une portée d'appui (19) appartenant à ladite couronne, de diamètre interne D et de diamètre externe D2 tel que D,>D2>D, contre laquelle vient s'appuyer ledit anneau. 6) Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite fixation rigide dudit support de contact d'arc (5) à ladite couronne (4) est faite par vissage dudit anneau (18) contre la face (24), côté chambre de soufflage, de ladite couronne (4), la partie périphérique dudit anneau comportant, du côté o l'anneau s'applique contre ladite face, une portée de réception (27) dudit clapet (21) formant ainsi ladite gorge (26).