Sectionneur à pouvoir de coupure amelioré, notamment sectionneur à ouverture verticale

Abstract

 Sectionneur du type comprenant une lame reliée, à une première extrémité, à un premier connecteur et à des moyens permettant lors d'une phase d'ouverture, une première rotation autour d'elle-même et une seconde rotation autour d'un axe, ladite lame portant à sa seconde extrémité un marteau de contact coopérant avec une mâchoire reliée à un second connecteur, le sectionneur comprenant des moyens (10A, 13, 14, 20, 21, 29) pour que, lors d'une manoeuvre d'ouverture, après que la lame (1) a effectué sa rotation sur elle-même provoquant la déconnexion électrique du marteau (10) et de la mâchoire (9), le courant soit d'abord dérivé, puis commuté à travers un interrupteur (20), ce dernier s'ouvrant sous la commande d'un mécanisme à rupture brusque (29) commandé par le déplacement de la lame, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent deux cornes (13, 14) entre lesquels un marteau sacrificiel (10A) se déplace avec friction.

Description

[0001] La présente invention est relative à un sectionneur et concerne plus particulièrement un sectionneur à ouverture verticale.

[0002] Les sectionneurs n'ont que très peu ou pas de pouvoir de coupure; il est pourtant souhaitable de réaliser des sectionneurs ayant un certain pouvoir de coupure, afin de réaliser certaines manoeuvres de transfert de boucle.

[0003] Un but de la présente invention est de réaliser un sectionneur ayant un pouvoir de coupure notable, par exemple permettant de couper 4200 A à 20 kV phase terre.

[0004] Un autre but de l'invention est de réaliser un sectionneur pouvant fonctionner en sécurité même si de la glace est déposée sur l'appareil, sans pénaliser le prix de revient de l'appareil par un mécanisme de manoeuvre surdimensionné.

[0005] On connaît, par le brevet américain n° 2 897 323, un appareil combinant sectionneur et disjoncteur, dans lequel, à l'ouverture, le courant est dérivé sur une corne d'arc coopérant avec une roulette; cet appareil ne peut fonctionner lorsque de la glace se forme sur la corne d'arc et sur la roulette, car ce mécanisme travaille en compression. Or il faut une force très grande pour briser la glace en compression.

[0006] Un autre but de l'invention est de réaliser un sectionneur dans lequel la glace est brisée sans utiliser une force importante.

[0007] Il a été proposé, dans le brevet américain n° 2 824 936, de disposer la lame du sectionneur de manière que le contact avec la corne d'arc se face de manière latérale; la Demanderesse a observer que si on exerce sur la corne une force importante pour briser la glace, la lame plie latéralement, surtout si la lame est de grande longueur; l'emploi d'un tel appareil est donc exclu, notamment pour les utilisations en haute tension qui nécessitent l'emploi d'une lame de grande longueur por assurer l'isolement.

[0008] Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil à haute tension, comportant une lame de longueur suffisante pour assurer l'isolement, dans lequel la glace est brisée aussi bien à l'ouverture qu'à la fermeture sans risque d'endommager la lame.

[0009] Tous les buts précités sont atteints par l'invention qui concerne un sectionneur du type comprenant une lame reliée, à une première extrémité, à un premier connecteur et à des moyens permettant lors d'une phase d'ouverture, une première rotation autour d'elle-même et une seconde rotation autour d'un axe, ladite lame portant à sa seconde extrémité un marteau de contact coopérant avec une mâchoire reliée à un second connecteur, le sectionneur comprenant des moyens pour que, lors d'une manoeuvre d'ouverture, après que la lame a effectué sa rotation sur elle-même provoquant la déconnexion électrique du marteau et de la mâchoire, le courant soit d'abord dérivé, puis commuté à travers un interrupteur, ce dernier s'ouvrant sous la commande d'un mécanisme à rupture brusque commandé par le déplacement de la lame, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un marteau sacrificiel disposé de manière amovible dans le prolongement du marteau et coopérant avec deux cornes entre lesquelles il s'engage et se déplace avec friction, l'une des cornes présentant une portion isolante entre deux portions métalliques dont l'une est relié au second connecteur et l'autre est reliée à une entrée de l'interrupteur, l'autre corne présentant une portion isolante comprise entre deux portions métalliques dont l'une est reliée au second connecteur, le marteau sacrificiel pouvant déplacer, au cours d'une course d'ouverture, un bras commandant le fonctionnement du mécanisme de manoeuvre de l'interrupteur, les parties isolantes des cornes étant décalées pour permettre la commutation du courant du marteau sacrificiel vers l'interrupteur, la seconde borne de ce dernier étant reliée au second connecteur.

[0010] Dans un mode particulier de réalisation, le mécanisme de manoeuvre de l'interrupteur comprend un premier levier pivotant, sous l'action du bras, autour d'un axe fixe disposé à une première extrémité, un ressort fixé d'une part à la seconde extrémité dudit premier levier et d'autre part à une première extrémité d'un second levier pivotant autour d'un axe fixe placé à sa seconde extrémité, ledit second levier portant un ergot s'engageant dans une lumière oblongue d'une pièce reliée au contact mobile de l'interrupteur.

[0011] Avantageusement,le mécanisme de manoeuvre comprend une première et une seconde butées limitant la course dudit second levier.

[0012] L'axe du premier levier comprend un ergot pour empêcher le ressort de passer au-delà dudit axe.

[0013] L'invention sera bien comprise à la lecture de la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel:

• la figure 1 est une vue en élévation d'un sectionneur selon l'invention,
• la figure 2 est une vue agrandie, en élévation, du sommet de la seconde colonne support du sectionneur,
• la figure 3 est une vue de côté du sommet de la seconde colonne du sectionneur,
• les figures 4 à 6 sont des vues, dans diverses positions au cours du fonctionnement du sectionneur, du mécanisme de manoeuvre de l'interrupteur équipant le sectionneur.

[0014] Dans la figure 1, la référence 1 désigne une lame de coupure articulée à une première extrémité au sommet d'une première colonne 2 et portant à sa seconde extrémité un marteau de contact coopérant avec une mâchoire placée au sommet d'une seconde colonne 3. Le marteau présente une section allongée, de sorte que dans une position donnée, il est en contact serré avec la mâchoire et qu'après une rotation de 90 degrés sur lui-même, il perd le contact avec la mâchoire.

[0015] Un mécanisme de manoeuvre, désigné globalement par la référence 4, permet sous l'action d'une colonne 5 entraînée en rotation par un moteur 6, de faire effectuer à la lame 1, à partir d'une position fermée du sectionneur, d'abord une rotation de la lame autour d'elle-même pour desserrer le contact entre le marteau et la mâchoire, puis un mouvement de rotation dans un plan vertical. Ce mécanisme est bien connu et, comme il ne concerne pas directement l'invention, il ne sera pas décrit plus en détail. On notera simplement que le mouvement de rotation de la lame sur elle-même est généralement de 90 degrés, et c'est cette valeur qui sera prise comme exemple dans la suite.

[0016] La première extrémité de la lame 1 est reliée électriquement à un premier connecteur 7; la mâchoire est reliée à un second connecteur 8.

[0017] La figure 2 montre plus en détail la mâchoire 9, qui est constituée de plusieurs doigts de contact 9A; le marteau 10, placé à l'extrémité de la lame 1, est prolongé par un marteau sacrificiel 10A, qui est consommable et par suite, fixé au marteau de manière démontable de façon à pouvoir être remplacé aisément. Le marteau sacrificiel 9A porte une boule pare-effluves 11.

[0018] Les doigts de contact 9A sont reliés au connecteur 8.

[0019] Le marteau sacrificiel, de forme cylindrique, s'engage entre deux cornes 13 et 14, en forme de tiges présentant chacune une portion rectiligne et une partie recourbée. Les cornes sont reliées électriquement au connecteur par l'une de leurs extrémités. Les cornes sont écartées l'une de l'autre de manière à rester l'une et l'autre en contact avec le marteau sacrificiel au cours d'une manoeuvre d'ouverture, jusqu'à ce que le marteau sacrificiel dépasse les portions recourbées des cornes. Un ressort 15 entre les cornes permet d'assurer une pression suffisante. Les cornes sont fixées à une console métallique 16 elle-même en liaison mécanique et électrique avec le connecteur 8.

[0020] Les cornes 13 comportent à leur base une portion conductrice 13A et une portion isolante 13B adjacente à la portion 13A, puis une portion métallique 13C.

[0021] Les cornes 14 comportent à leur base une portion conductrice 14A en contact électrique par des tresses 17 et 18 avec la console 13, puis une portion isolante 14B et une portion isolante 14C. Les portions 13B et 14B sont par exemple en téflon (R), isolant et résistant à l'arc de commutation; les portions 14C sont de préférence en résine époxy, matériau isolant mais moins coûteux que le téflon (R).

[0022] Sur la console 16 est fixé un interrupteur 20, de préférence du type comportant une ampoule à vide 20A, dont l'ouverture est commandée par un bras de déclenchement 21 actionné par le déplacement du marteau sacrificiel 10A.

[0023] La borne inférieure de l'interrupteur est reliée électriquement à la console 16, l'autre borne est reliée électriquement à la portion 13C de la corne 13, par les tresses 22 et 23.

[0024] Les références 25 et 26 désignent des anneaux pare-effluves.

[0025] Le dispositif de manoeuvre de l'interrupteur, désigné globalement par la référence 29, est maintenant décrit en référence aux figures 4 à 6.

[0026] Le bras de déclenchement 21 se prolonge par un premier levier 30 pivotant autour d'un axe fixe 31 situé à l'une de ses extrémités; l'axe 31 porte un ergot 31A; à l'autre extrémité du levier 30 est fixé une première extrémité d'un ressort 32 dont l'autre extrémité est fixée à une première extrémité d'un second levier 33 pivotant autour d'un axe fixe 34. Le levier 33 porte un ergot 35 s'engageant dans une lumière oblongue 36 d'une pièce 37 solidaire du contact mobile de l'ampoule à vide .

[0027] Les références 38 et 39 désignent des butées pour limiter la course du levier 33.

[0028] Le mécanisme de manoeuvre 29 est placé dans un capotage 40 à travers lequel passe le bras de déclenchement 21.

[0029] Le fonctionnement du sectionneur est le suivant:
   en position fermée (figures 2 et 3), le marteau 10 est en contact avec les doigts 9A; le courant circule entre le connecteur 7, la lame 1, le marteau 10, les doigts 9A et le connecteur 8.

[0030] Au début de la phase d'ouverture, la lame 1 effectue une rotation de 90 degrés le long de son axe, ce qui a pour effet d'interrompre le passage du courant entre le marteau et les doigts de contact. Le marteau sacrificiel 10A, qui a une section cylindrique, assure le passage du courant par son contact avec les cornes 14.

[0031] Lorsque la lame 1 du sectionneur commence sa levée, le marteau sacrificiel 10A est en contact avec la portion isolante 13 B de la corne 13. Le courant passe alors entre le connecteur 7, la lame 1, le marteau 10, le marteau sacrificiel 10A, la corne 14 et le connecteur 8.

[0032] Lorsque la lame 1 commence sa course, le marteau sacrificiel, après un passage par une zone tampon où le courant peut circuler par l'interrupteur et les éléments 14A, 17, 18 et 16, atteint une position où il est en contact avec la portion isolante 14B de la corne 14 et la portion conductrice 13C de la corne 13; le courant circule alors entre le connecteur 7, la lame 1, le marteau 10, le marteau sacrificiel 10A, la portion 13C de la corne 13, la tresse 23, le tresse 22, l'ampoule 20A, la console 16 et le connecteur 8.

[0033] Le marteau sacrificiel 10A, continuant sa course ascendante, vient entraîner au passage le bras de déclenchement 21 dont le mouvement produit l'ouverture brusque de l'ampoule à vide.

[0034] Le fonctionnement du mécanisme de manoeuvre 29 de l'interrupteur est le suivant:
   le levier 30 solidaire du bras 21 vient tendre le ressort 32 et, après le passage du point mort, vient mettre en mouvement le levier 33. L'ergot 35, après une certaine course durant laquelle le levier 33 acquiert une certaine énergie cinétique, vient frapper l'extrémité supérieure de la lumière oblongue 36 de la pièce 37 et entraîner cette dernière sur une course suffisante pour ouvrir l'interrupteur.

[0035] La butée 39 sert à régler la distances avant impact de l'ergot 35 sur l'extrémité de la lumière oblongue 36 de la pièce 37, et , par conséquent, l'énergie accumulée par l'équipage. On peut ainsi atteindre deux millimètres d'écartement en deux millisecondes.

[0036] La vitesse instantanée étant dépendante de cette énergie, ce réglage influe directement sur la vitesse.

[0037] L'ergot 31A maintient le ressort tendu en l'empêchant de passer au-delà de l'axe 31.

[0038] La butée 23 permet de régler la distance d'écartement des contacts de la cellule à vide, par exemple de 6 à 8 mm.

[0039] Le dispositif qui vient d'être décrit permet donc de régler la vitesse d'ouverture des contacts.

[0040] Un des avantages du sectionneur de l'invention résulte du fait que, contrairement aux sectionneurs de type connus, on n'utilise pas le bras de manoeuvre de l'interrupteur pour transmettre le courant.

[0041] En effet, la présence de glace sur le marteau sacrificiel 10A n'est pas favorable à un contact franc, car le bras n'a pas la pression suffisante pour casser la glace et il est difficile d'augmenter cette pression sans pénaliser l'ouverture du sectionneur dont le mécanisme de manoeuvre ce trouve à l'autre extrémité de la lame.

[0042] L'emploi de cornes 13 et 14 formant pince exige peu d'énergie mécanique pour la manoeuvre du sectionneur, puisque la force de pénétration du marteau dans la mâchoire est perpendiculaire à l'effort de pression exerce par les cornes 13 et 14 sur le marteau sacrificiel 10A, donc limité essentiellement par les efforts de friction.

[0043] En présence de glace, le marteau sacrificiel vient cisailler la glace dans sa manoeuvre de montée ou de descente.

[0044] L'invention s'applique au sectionneurs à haute tension et en particulier aux sectionneurs à déplacement vertical.

Revendications

1. Sectionneur du type comprenant une lame reliée, à une première extrémité, à un premier connecteur et à des moyens permettant lors d'une phase d'ouverture, une première rotation autour d'elle-même et une seconde rotation autour d'un axe, ladite lame portant à sa seconde extrémité un marteau de contact coopérant avec une mâchoire reliée à un second connecteur, le sectionneur comprenant des moyens (10A, 13, 14, 20, 21, 29) pour que, lors d'une manoeuvre d'ouverture, après que la lame (1) a effectué sa rotation sur elle-même provoquant la déconnexion électrique du marteau (10) et de la mâchoire (9), le courant soit d'abord dérivé, puis commuté à travers un interrupteur (20), ce dernier s'ouvrant sous la commande d'un mécanisme à rupture brusque (29) commandé par le déplacement de la lame, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un marteau sacrificiel (10A) disposé de manière amovible dans le prolongement du marteau (10) et coopérant avec deux cornes (13, 14) entre lesquelles il s'engage et se déplace avec friction, l'une (13) des cornes présentant une portion isolante (13B) entre deux portions métalliques (13A, 13C) dont l'une (13A) est relié au second connecteur (8) et l'autre (13C) est reliée à une entrée de l'interrupteur, l'autre corne présentant une portion isolante (14B) comprise entre deux portions métalliques dont l'une (14A) est reliée au second connecteur (8), le marteau sacrificiel pouvant déplacer, au cours d'une course d'ouverture, un bras (21) commandant le fonctionnement du mécanisme de manoeuvre (29) de l'interrupteur (20), les parties isolantes (13B, 14B) des cornes (13, 14) étant décalées pour permettre la commutation du courant du marteau sacrificiel (10A) vers l'interrupteur (20), la seconde borne de ce dernier étant reliée au second connecteur (8).

2. Sectionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme (29) de manoeuvre de l'interrupteur comprend un premier levier (30) pivotant, sous l'action du bras (21), autour d'un axe fixe (31) disposé à une première extrémité, un ressort (32) fixé d'une part à la seconde extrémité dudit premier levier (30) et d'autre part à une première extrémité d'un second levier (33) pivotant autour d'un axe fixe (34) placé à sa seconde extrémité, ledit second levier (33) portant un ergot 35 s'engageant dans une lumière oblongue (36) d'une pièce 37 reliée au contact mobile de l'interrupteur.

3. Sectionneur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme (29) comprend une première (38) et une seconde (39) butées limitant la course dudit second levier (33).

4. Sectionneur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'axe (31) du premier levier (30) comprend un ergot (31A) pour empêcher le ressort de passer au-delà dudit axe.

Dessins