Brevet FR2839190A1 — publié le 20031031

de 1ed. 1 2839190 L'invention concerne une unité d'entranement de moyens de commutation d'une installation électrique de distribution constituée d'un arbre de commande et d'éléments entraneurs posés à complémentarité de formes sur cet arbre de commande. S On conna^'t une unité d'entranement de ce genre, par exemple, par la demande de brevet publiée en République Fédérale d'Allemagne sous le numéro DE 198 25 386 A1. Dans l'unité d'entranement connue on utilise, pour la commande mécanique d'interrupteurs combinés de séparation et de mise à la terre d'une installation électrique de distribution, un arbre de commande isolé électriquement dont la section transversale forme un cercle aplati d'un côté. Il est posé sur cet arbre de commande, à complémentarité de formes, des éléments entraneurs. Ces éléments entraneurs ont respectivement un bras de levier par lequel l'interrupteur respectif de séparation et de mise à la terre est commandé mécaniquement. En partant de l'unité d'entranement connue, I'invention vise à améliorer encore la résistance mécanique d'une unité d'entranement pour des moyens de commutation d'une installation électrique de distribution. On y parvient, suivant l'invention, par le fait que les éléments entraneurs ont respectivement un trou traversant centré de section transversale polygonale et les éléments entraneurs sont posés sur des parties de liaison de l'arbre de commande ayant une section transversale polygonale correspondante. Dans une unité d'entranement ainsi conformée il se produit, en raison de la section transversale polygonale, une application de forces réparties uniformément sur le pourtour de l'arbre de commande entre I'arbre de commande et les éléments entraneurs. On peut ainsi empêcher des pointes de charge mécanique notables dans les parties de liaison de l'a rbre de co m ma nde. Com me section tra n sversale polygonal e, on consid è re à cet égard toutes les formes de section transversale ayant trois sommets ou plus de trois sommets. Un mode de réalisation avantageux de l'unité d'entranement suivant l'invention prévoit que les éléments entraneurs aient une denture extérieure. On peut ainsi entraner d'une manière particulièrement simple les moyens de commutation à commander de l'installation électrique de distribution par d'autres éléments d'entranement ayant une denture conformée de manière correspondante. 2 2839190 Suivant une autre possibilité, I'unité d'entranement suivant l'invention peut être conformée de manière à ce que les éléments entraneurs aient des bras de levier. On peut ainsi effectuer une commande simple des moyens de commutation de l'unité électrique de distribution par les bras de levier des éléments entraneurs. L'unité d'entranement suivant l'invention peut, en outre, être conformée de manière à ce que l'arbre de commande ait sur les parties de liaison un diamètre plus grand que le diamètre nominal de l'arbre de commande. Comme diamètre nominal de l'arbre de commande, on considère dans ce cas le diamètre minimum que l'arbre de commande a dans sa partie de transmission de forces entre les parties de liaison. Par cet agrandissement partiel du diamètre de l'arbre de commande, on peut rendre les parties de liaison sur l'arbre de commande encore plus stables et les protéger ainsi encore plus efficacement d'une sursollicitation mécanique. Un autre mode de réalisation avantageux de l'unité d'entranement su ivant l 'invention prévoit q u e l'arbre de comma nde ait, entre l es pa rties de liaison, des parties de rigidification d'un diamètre plus grand que le diamètre nominal de l'arbre de commande. En augmentant partiellement le diamètre de l'arbre de commande entre les parties de liaison, on obtient une rigidité à la torsion encore plus grande de l'arbre de commande sans avoir à augmenter le diamètre de l'arbre de commande sur toute sa partie. Une augmentation du diamètre de tout l'arbre de commande pourrait être défavorable, par exemple pour des raisons de place dans l'installation de distribution. En outre, une conformation de ce genre ayant des parties partiellement plus épaisses peut s'avérer plus favorable pour ce qui concerne la capacité d'isolation, électrique qu'un mode de construction purement cylindrique ayant un diamètre agrandi d'une manière continue. De préférence, les éléments d'entranement sont en métal et ont sur leurs faces latérales tournées l'une vers l'autre respectivement une fente entourant le pourtour de l'arbre de commande. On peut ainsi améliorer le comportement diélectrique de l'arbre de commande puisque les points sensiblement triples pour l'apparition éventuelle de décharges partielles de l'unité d'entranement sont ramenés dans des parties protégées. Cet effet sera explicité plus bas d'une manière plus approfondie. Avantageusement, I'unité d'entranement suivant l'invention peut étre conformée de manière à ce que la section transversale soit formée d'un 3 2839190 hexagone régulier. En variante à cela, la section transversale polygonale de l'arbre de commande peut aussi être formée d'un octogone régulier. Par le choix de formes de section transversale de ce genre on peut, sans avoir de trop grandes dépenses de fabrication, obtenir une transmission de forces réparties uniformément sur le pourtour de l'arbre de commande. L'invention vise, en outre, un procédé de fabrication d'un arbre de commande isolé électriquement d'une unité d'entranement pour des moyens de commutation d'une installation électrique de distribution. Afin de pouvoir fabriquer un arbre de commande de ce genre avec peu de travail de réusinage tout en ayant une résistance optimisée, on fabrique l'arbre de commande par coulée au moyen d'un moule de coulée de façon à ce que le plan de joint du moule de coulée soit perpendiculaire à l'axe médian de l'arbre de commande et soit disposé à peu près à la moitié de sa longueur et on produit des parties de liaison de l'arbre de commande de section transversale polygonale. On se dispense ainsi d'un usinage après coup de l'arbre de commande pour produire des sections transversales polygonales aux parties de liaison. La bavure se formant en raison du plan de joint du moule dirigé perpendiculairement à l'axe médian se trouve habituellement à peu près au milieu entre les extrémités de l'arbre de commande à l'extérieur des parties de liaison et peut, en conséquence, être réusinée d'une manière relativement simple. Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une vue de côté partiellement en coupe de l'unité d'entranement suivant l'invention, la figure 2 est une vue en coupe transversale de l'arbre de commande de l'unité d'entranement suivant l'invention, la figure 3 représente un mode de réalisation avantageux de l'arbre de commande de l'unité d'entranement suivant l'invention en vue de côté et la figure 4 est une vue de côté de l'arbre de commande de l'unité d'entranement suivant l'invention alors que le plan de joint du moule est dessiné. - La figure 1 représente l'unité 1 d'entranement suivant l'invention constituée d'un arbre 2 de commande isolant du point de vue électrique sur lequel est monté un élément 3 métallique entraneur (qui n'est par souci de clarté représenté que d'un côté). L'arbre 2 de commande de l'unité 1 d'entranement suivant l'invention a à ses extrémités des parties 4 de liaison 4 2839190 qui ont une section transversale polygonale. Il peut s'agir, comme cela est représenté à la figure 2, par exemple d'une section transversale hexagonale. L'élément 3 entraneur a un trou centré de passage de section transversale polygonale correspondante, de sorte qu'il peut être placé à complémentarité de formes sur la partie 4 de liaison de l'arbre 2 de commande. En outre, I'élément 3 entraneur est muni d'une denture 5 extérieure, de sorte que des éléments d'entranement dentés de manière correspondante peuvent être entranés d'une manière simple par l'unité 1 d'entranement pour l'actionnement de moyens de commutation d'une installation électrique de distribution. Sur la face 6 latérale du premier élément 3 entraneur tournée vers l'autre élément entraneur à l'autre extrémité de l'arbre 4 de commande est prévue, entre l'arbre 2 de commande et le bord de l'élément 3 entraneur, une fente 7 entourant le pourtour de l'arbre 2 de commande. Le point triple 8, o le matériau isolant de l'arUre 2 de commande, le matériau métallique de I'élément 3 entraneur et le gaz isolant présent habituellement dans une installation électrique de distribution (par exemple SF6) se rencontrent, est reculé ainsi dans une partie protégée par l'élément 3 métallique entraneur. On peut réduire ainsi efficacement le danger de décharges électriques partielles le long de l'arbre 2 de commande. Habituellement il est appliqué en effet aux deux extrémités de l'arbre 2 de commande des potentiels électriques nettement différents. C'est ainsi, par exemple, qu'il peut être appliqué à une extrémité de l'arbre 2 électrique de commande le potentiel de terre et à l'autre extrémité de l'arbre 2 de commande un potentiel haute tension. Entre les éléments métalliques entraneurs (dont seul l'un d'entre eux, 3, a été 2s représenté à la figure 1) s'étendent des lignes électriques de champ qui se concentreraient notamment à un point triple s'il n'était pas protégé. Il y aurait ainsi une grande intensité du champ entre les points triples non protégés avec le danger de décharges électriques partielles. Mais comme le point triple 8 est ramené dans une partie protégée électriquement, il ne peut pas s'y produire des concentrations des lignes du champ électrique entre les deux potentiels différents, de sorte que les lignes du champ électrique sont réparties d'une manière uniforme sur toute la face 6 latérale de l'élément 6 entraneur. Dans un autre mode de réalisation de l'arbre de commande suivant la figure 3, I'arbre 2 de commande a à ses extrémités des parties 4 de liaison qui ont un diamètre plus grand que le diamètre DN nominal de l'arbre 2 de commande. Ces parties 4 de liaison ont à nouveau une section transversale 2839190 polygonale et peuvent ainsi être reliées à complémentarité de formes avec les éléments 3 entraneurs (voir la figure 1). Un agrandissement du diamètre de l'arbre de commande dans les parties 4 de liaison est avantageux puisque c'est dans ces parties que se produisent habituellement les charges S périphériques les plus grandes. En agrandissant le diamètre dans les parties 4 de liaison, la force appliquée se répartit sur un diamètre plus grand et la charge subie par l'élément diminue. D'une manière analogue, une augmentation du diamètre de l'arbre de commande dans une partie 12 de rigidification entre les parties 4 de liaison augmente encore la rigidité à la torsion de l'arbre 2 de commande. Par le choix d'un grand diamètre pour la partie 2 de rigidification de l'arbre 2 de commande on peut encore améliorer aussi le comportement isolant de l'arbre 2 de commande puisque l'on produit ainsi des trajets de fuite plus longs pour le courant électrique. La figure 4 sert à expliciter le procédé de fabrication de l'arbre 2 de commande de l'unité 1 d'entranement suivant l'invention. L'arbre 2 de commande est fabriqué en conséquence par une opération de coulée en utilisant des moules de coulée. Un moule de coulée est constitué habituellement de deux parties ou de plusieurs parties. Au point de liaison de deux parties de moule de coulée se crée ce que l'on appelle un plan de joint de moule. Le plan FE de joint du moule de coulée est. suivant la figure 4, dirigé perpendiculairement à l'axe A médian de l'arbre 2 de commande. On produit ainsi une partie 13 à droite à la figure 4 et une partie 14 à gauche à la figure 4 qui sont produites respectivement par une partie propre du moule de coulée. Les parties du moule de couiée sont déjà préfabriquées de façon à ce que les parties 4 polygonales de liaison soient déjà formées pendant l'opération de coulée. On se dispense ainsi d'un post-usinage coûteux de l'arbre 2 de commande. La bavure 16 se formant sur le plan FE de joint du moule de coulée peut être, par exemple, arrondie d'une manière particulièrement simple, de sorte que dans ce cas aussi on peut renoncer à un post-usinage coûteux. Un procédé de coulée de ce genre n'est toutefois possible que pour un arbre 2 de commande dont les parties 4 de liaison ont, au maximum, le diamètre DN nominal. 6 2839190 REVENDICATIONS 1. Unité (1) d'entranement de moyens de commutation d'une installation électrique de distribution constituée d'un arbre (2) de commande et d'éléments (3) entraneurs posés à complémentarité de formes sur cet arbre (2) de commande, caractérisée en ce que - les éléments (3) entraneurs ont respectivement un trou traversant centré de section transversale polygonale et - les éléments (3) entraneurs sont posés sur des parties (4) de liaison de l'arbre (2) de commande ayant une section transversale polygonale correspondante. 2. Unité (1) d'entranement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments (3) entraneurs ont une denture (5) extérieure. 3. Unité (1) d'entranement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments (3) entraneurs ont des bras de levier. 4. Unité (1) d'entranement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arbre (2) de commande a sur les parties (4) de liaison un diamètre plus grand que le diamètre (DN) nominal de l'arbre (2) de commande. 5. Unité (1) d'entranement suivant l'une des revendications 2s précédentes, caractérisée en ce que l'arbre (2) de commande a, entre les parties (4) de liaison, des parties (12) de rigidification d'un diamètre plus grand que le diamètre (DN) nominal de l'arbre (2) de commande. 6. Unité (1) d'entranement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments (3) d'entranement sont en métal et ont sur leurs faces (6) latérales tournées l'une vers l'autre respectivement une fente (7) entourant le pourtour de l'arbre (2) de commande. 7 2839190 7. Unité (1) d'entranement suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section transversale polygonale est formée d'un hexagone régulier. 8. Unité (1) d'entranement suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la section transversale polygonale est formée d'un octogone régulier. 9. Procédé de fabrication d'un arbre (2) de commande isolant du point de vue électrique d'une unité (1) d'entranement pour des moyens de commutation d'une installation électrique de distribution, caractérisé en ce que - on fabrique l'arbre (2) de commande par coulée au moyen d'un moule de coulée de façon à ce que le plan (FE) de joint du moule de coulée soit perpendiculaire à l'axe (A) médian de l'arbre (2) de commande et soit disposé à peu près à la moitié de sa longueur et - on produit des parties (4) de liaison de l'arbre (2) de commande