CA1133022A - Dispositif de protection antisismique - Google Patents
Dispositif de protection antisismiqueInfo
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- CA1133022A CA1133022A CA345,817A CA345817A CA1133022A CA 1133022 A CA1133022 A CA 1133022A CA 345817 A CA345817 A CA 345817A CA 1133022 A CA1133022 A CA 1133022A
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Abstract
Dispositif de protection antisismique, d'un appareil tel qu'un disjoncteur reposant sur au moins un châssis, caractérisé par le fait qu'il comporte une première plaque liée audit châssis par l'intermédiaire de vérins et comprenant sur sa face inférieure une première semelle annulaire, une pièce solidaire par sa face inférieure d'un radier, cette pièce étant munie sur sa face supérieure d'une deuxième semelle annulaire disposée sensiblement en vis-à-vis de ladite première semelle, les semelles présentant entre elles, lors d'un déplacement mutuel un coefficient de frottement très réduit, une deuxième plaque liée à ladite première plaque et venant porter par l'intermédiaire d'au moins un ressort sur la pièce solidaire du radier, ladite deuxième plaque étant par ailleurs liée à ladite pièce au moyen d'une goupille présentant une résistance au cisaillement prédéterminée, de sorte que sa rupture survienne lorsque l'accélération dudit radier dépasse un seuil déterminé, des billes maintenues entre deux cylindres ou placées dans une cage étant disposées entre les semelles inférieure et supérieure, ces billes étant aptes à réduire le coefficient de frottement mutuel desdites semelles, ladite deuxième plaque, lesdites semelles, lesdites billes et lesdits ressorts baignant dans un liquide amortisseur.
Description
3~:2Z
La presente invention concerne un dispositif de protection antisismique d'appareils tels que par exemple des disjoncteurs électriques.
Dans le domaine particulier des installations électriques, l'expérience a révélé que les secousses sismiques, peuvent causer d'importants dégâts, notamment dans les postes à haute tension ou des disjoncteurs de grande puissance sont mis en oeuvre.
En effet de tels appareils comportant généralement des parties actives de masse importante disposées au sommet d'isolateurs de hauteur élevée, présentent en conséquence une grande vulnérabilité vis-a-vis des secousses telluriques.
Il a été plus précisement constaté qu'au cours de tremblements de -terre importants, ces appareils subissent d'une part une accélération horizon-tale et d'autre part une acceleration verticale. Or, si les accelera-tions vertlcales ne présentent qu'un risque relativement minime, par contre les accelerations horizontales endommagent ou même detruisent de tels appareils.
La Demanderesse a donc cherché à mettre au point un dispositif apte à pro-téger ces appareils de l'action de tels séismes.
Si l'on considère la courbe de réponse de l'instal-lation à une excitation périodique à ~réquence variable, on admet dans les normes définissant les conditions de résis-tance des materiels que c'est au voisinage d'une fréquence de 1,5 Herz, que se manifestent les plus fortes accélérations par exemple 0,5g pour une frequence de 1,4 Herz. Cette accélération n'est que de 0,2g pour des fréquences inférieures à 1 Hz ou supérieures a 2,8 Hz.
Compte-tenu de ces observations, le dispositif selon l'invention est intercalé entre le sol et l'appareil a protéger et il a pour effet de reduire à une valeur minimale le taux de transmission des contraintes horizontales 31~2 engendrees par les phenomenes sismiques tout en modifi~pt les ~requences d'oscillation de façon A ce qu'elles présentent une valeur tres differente de la ~re~uence dan~ereuse.
L'invention a donc pou~ but un dispositif de protection antisismique, d'un appareil tel qu'un disjoncteur reposant sur au moins un châssis, caracterise par le fait qu'il comporte une premiere plaque liee audit chassis.. par l'intermediaire de verins et comprenant sur sa face infe-rieure une premiere semelle annulaire, une piece soli.daire par sa face inférieure d'un radier, cette piece etant munie sur sa face superieure d'une deuxieme semelle annulaire disposee sensiblement en vis-a-vis de ladite premiere semelle, les semelles presentant entre elles lors d'un deplacement mutuel un coefficient de frottement tres reduit, une deuxieme plaque liee a ladite premiere plaque et venant porter par l'intermediaire d'au moins un ressort sur la piece solidaire du radier, ladite deuxieme plaque etant par ailleurs liée a ladite piace au mo~en d'une goupille presentant une resis-tance au cisaillement predeterminée, de sorte que sa rupture survienne lorsque l'accelération dudit radier dépasse un seuil détermine, des billes maintenues entre deux cylindres ou placees dans une cage etant disposées entre les semelles inférieure et supérieure, ces billes etant aptes a reduire le coefficient de frottement mutuel desdites semelles, ladite deuxieme plaque, lesdites semelles, lesdites billes et lesdits ressorts baignant dans un liquide amortisseur.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit donnee à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en reference a l'unique figure annexee qui represente en coupe verticale un mode de realisation du dispositif selon l'invention.
La reference l designe un radier en beton solidaire du sol. On a reference en 2 un châssis supportant l'appareil a proteger, tnon represente) un disjoncteur dans llexemple decri-t, ou bien l'une des colonnes dudit disjoncteur etant
La presente invention concerne un dispositif de protection antisismique d'appareils tels que par exemple des disjoncteurs électriques.
Dans le domaine particulier des installations électriques, l'expérience a révélé que les secousses sismiques, peuvent causer d'importants dégâts, notamment dans les postes à haute tension ou des disjoncteurs de grande puissance sont mis en oeuvre.
En effet de tels appareils comportant généralement des parties actives de masse importante disposées au sommet d'isolateurs de hauteur élevée, présentent en conséquence une grande vulnérabilité vis-a-vis des secousses telluriques.
Il a été plus précisement constaté qu'au cours de tremblements de -terre importants, ces appareils subissent d'une part une accélération horizon-tale et d'autre part une acceleration verticale. Or, si les accelera-tions vertlcales ne présentent qu'un risque relativement minime, par contre les accelerations horizontales endommagent ou même detruisent de tels appareils.
La Demanderesse a donc cherché à mettre au point un dispositif apte à pro-téger ces appareils de l'action de tels séismes.
Si l'on considère la courbe de réponse de l'instal-lation à une excitation périodique à ~réquence variable, on admet dans les normes définissant les conditions de résis-tance des materiels que c'est au voisinage d'une fréquence de 1,5 Herz, que se manifestent les plus fortes accélérations par exemple 0,5g pour une frequence de 1,4 Herz. Cette accélération n'est que de 0,2g pour des fréquences inférieures à 1 Hz ou supérieures a 2,8 Hz.
Compte-tenu de ces observations, le dispositif selon l'invention est intercalé entre le sol et l'appareil a protéger et il a pour effet de reduire à une valeur minimale le taux de transmission des contraintes horizontales 31~2 engendrees par les phenomenes sismiques tout en modifi~pt les ~requences d'oscillation de façon A ce qu'elles présentent une valeur tres differente de la ~re~uence dan~ereuse.
L'invention a donc pou~ but un dispositif de protection antisismique, d'un appareil tel qu'un disjoncteur reposant sur au moins un châssis, caracterise par le fait qu'il comporte une premiere plaque liee audit chassis.. par l'intermediaire de verins et comprenant sur sa face infe-rieure une premiere semelle annulaire, une piece soli.daire par sa face inférieure d'un radier, cette piece etant munie sur sa face superieure d'une deuxieme semelle annulaire disposee sensiblement en vis-a-vis de ladite premiere semelle, les semelles presentant entre elles lors d'un deplacement mutuel un coefficient de frottement tres reduit, une deuxieme plaque liee a ladite premiere plaque et venant porter par l'intermediaire d'au moins un ressort sur la piece solidaire du radier, ladite deuxieme plaque etant par ailleurs liée a ladite piace au mo~en d'une goupille presentant une resis-tance au cisaillement predeterminée, de sorte que sa rupture survienne lorsque l'accelération dudit radier dépasse un seuil détermine, des billes maintenues entre deux cylindres ou placees dans une cage etant disposées entre les semelles inférieure et supérieure, ces billes etant aptes a reduire le coefficient de frottement mutuel desdites semelles, ladite deuxieme plaque, lesdites semelles, lesdites billes et lesdits ressorts baignant dans un liquide amortisseur.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit donnee à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en reference a l'unique figure annexee qui represente en coupe verticale un mode de realisation du dispositif selon l'invention.
La reference l designe un radier en beton solidaire du sol. On a reference en 2 un châssis supportant l'appareil a proteger, tnon represente) un disjoncteur dans llexemple decri-t, ou bien l'une des colonnes dudit disjoncteur etant
- 2 -
3~;2Z
bien entendu que chaqué colonne peut être supportee par un ou plusieurs dispositifs.selon l'invention. Ce ch~ssis 2 est lié à une plaque 3 par l'intermédiaire de vérins a vis
bien entendu que chaqué colonne peut être supportee par un ou plusieurs dispositifs.selon l'invention. Ce ch~ssis 2 est lié à une plaque 3 par l'intermédiaire de vérins a vis
4. La plaque 3 comporte sur sa face inféxieure une premiere semelle annulaire 5 réalisée en acier dur, venant en appui sur un ensemble de billes 6 en acier. Ces billes sont disposées sur une deuxieme semelle 7 analogue à la semelle
5. Ladite semelle 7 est ~ixée sur une piece 8-9 solidaire du radier 1. Sur la semelle 7 sont prévues plusieurs couronnes ou cylindres ou cages telles que 10, 11 limitant le déplacement transversal des billes 6. Avantageusement;
des vérins - - -~~~~~` `
. _ . _ . . _ _ . .. . . . . _ _ . _ .
311:32~ 4--peuvent ~olliciter la plaqùe 3 de gorte qUe les 3emelles soient maintenues constamment en appui sur les bille~. Par ailleurs une bordure annulaire 12 prévue sur la piècs 8-9 délimite des espaces 14 contenant un liquide amorti~seur, de l'huile par exemple.
De plu~, une plaque l7 liée à la plaque 3 par des vis telles que 15 vient en appui par l'intermédiaire de ses extrémité~ 3ur des Qurfaces sphériques 18 con3tituant des butéeq de rappe]., ces surfaces sphériques étant liées à l~extrémi~é d t une enveloppe 19 pouvant coulisser danq des alésages 22 aménagés dans la pièce 8-9. En outre des ressorts artagoni~tes de compression 20 assurent un contact permanent entre leq surfaces 17 et 18, lesquelle3 sont confectionnéeq en un matériau pré~entant un coefficient de frottement élevé.
En outre une goupille 21 de réqi~tance au ciYaillement prédé-\, terminée relie la pièce 8 et la plaque 17.
Une variante selon l'invention consiste à 3upprimer et les bielleq et leur cage et à revêtir les 3emelleq 5 et 7 par deux plaques confectionnées en un matériau présentant un faible coefPicient de frottement à base de polytétra~luoréthylène (PTFE3, les semelles étant en contact direct par leur revêtemant.
En outre, on peut remplacer leq ressorts 20 et leurs enve-loppes 19 par un ressort hélicoidal de traction enroulé sur lui-même en ~orme de tore, autour de la pièce 17, ce ressort prenant appui dans un logement ménagé dans la pièce 8-9 qolidaire du radier.
Un tel dispositif fonotionne de la façon suivante :
Lorsqu'il qe produit une secousse sismique provoquant par exemple une accélération horizontale de 0,4g, le radier 1 et la pièce 8-9 se déplacent horizontalement. Il en résulte que la goupille 21 se 3~ 5 brise car sa ré~istance au cisaillement e3t telle qu'elle 3e rompt immédiatement pour une accélération de 0,15g, le châ~sis et la plaque restant aux premiers instants pratiquement immobiles par suite de leur inertie.
S En outr~ compte tenu du faible coef~icient de frottement des bille~ 6 (ou des plaques de polytétrafluoréthylene) les billes ne transmetterlt à la plaque 3 et au châssis 2 que des effort3 de frotte-m~nt très réduits résultant du déplacement de la pièce 8. L~huile présente dans leg espaceg 14 contribue également à l'amortissement notamment aux ~réquence~ élevées. Par ailleurs, les ressorts 20 dont l'élasticité a été prédéterminée en ~onction notamment de la ma3se du châ~sis 2 et du disjoncteur supporté par ledit châ~sis, de telle façon que les fréquences d'oscillations de l'en~emble soient nettement inférieures ou supérieures à la ~réquence d'oscillation correspondant aux plus fortes oscillations du séisme type dont on veut se protéeer.
En outre, durant le séisme, la butée éventuelle de la plaque 17 sur la pièce 8 limite le déplacement vertical du châssis 2.
Puis, au cours du mouvement les ressorts 20 ramènent les plaques 17 et 3 et le châssis 2 à leur position de repos. Il reste dono à remplacer la goupille 21.
On voit donc que le dispositif selon l'invention réduit très considérablement les contraintes horizontales dûes aux phénomènes sismique~ tout en modifiant et amortissant le~ ~réquences d'o~cillation de sorte à les éloigner des fr~quences pour lesquelles le spectre sismique fréquence-accélération admis comme le plus représentatif correspond aux accélérations les plus élevées.
3(~Z 6.
Pour fixer les idees on a ob~ervé au cours d~un essai 3imulant un séisme 3ur table vibrante de3 fréquence~ d'oscillation de 0,5 et 3 Hz avec le dispositi~ selon l'invention, au lieu de 1,4 Herz san3 ledit dispositif.
Il ~aut noter également que le diYpositif limite dans une large mesure le déplacement vertical de l'appareil durant la secous~e qismique.
De plus le dispositif selon l'invention évite tout déplacement de l~appareil à protéger pour des contra~ntes normalement supportées telles que celle~ dûes au vent ou celles ré~ultant du montage.
L'invention e~t mise en oeuvre notamment dans le~ in3tallation~
électriques extérieures telles que stations de transPormation, 30US-stations et autres.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, apporter de~ modi~ications de détail, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents Notamment il est de toute évidence que le di3po~iti~ selon l'invention peut être utilisé à la protection contre le~ 3ecousses si3mique3 de tous types d'appareil3 autre3 que des appareils électriques tels que des disjoncteur~.
des vérins - - -~~~~~` `
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311:32~ 4--peuvent ~olliciter la plaqùe 3 de gorte qUe les 3emelles soient maintenues constamment en appui sur les bille~. Par ailleurs une bordure annulaire 12 prévue sur la piècs 8-9 délimite des espaces 14 contenant un liquide amorti~seur, de l'huile par exemple.
De plu~, une plaque l7 liée à la plaque 3 par des vis telles que 15 vient en appui par l'intermédiaire de ses extrémité~ 3ur des Qurfaces sphériques 18 con3tituant des butéeq de rappe]., ces surfaces sphériques étant liées à l~extrémi~é d t une enveloppe 19 pouvant coulisser danq des alésages 22 aménagés dans la pièce 8-9. En outre des ressorts artagoni~tes de compression 20 assurent un contact permanent entre leq surfaces 17 et 18, lesquelle3 sont confectionnéeq en un matériau pré~entant un coefficient de frottement élevé.
En outre une goupille 21 de réqi~tance au ciYaillement prédé-\, terminée relie la pièce 8 et la plaque 17.
Une variante selon l'invention consiste à 3upprimer et les bielleq et leur cage et à revêtir les 3emelleq 5 et 7 par deux plaques confectionnées en un matériau présentant un faible coefPicient de frottement à base de polytétra~luoréthylène (PTFE3, les semelles étant en contact direct par leur revêtemant.
En outre, on peut remplacer leq ressorts 20 et leurs enve-loppes 19 par un ressort hélicoidal de traction enroulé sur lui-même en ~orme de tore, autour de la pièce 17, ce ressort prenant appui dans un logement ménagé dans la pièce 8-9 qolidaire du radier.
Un tel dispositif fonotionne de la façon suivante :
Lorsqu'il qe produit une secousse sismique provoquant par exemple une accélération horizontale de 0,4g, le radier 1 et la pièce 8-9 se déplacent horizontalement. Il en résulte que la goupille 21 se 3~ 5 brise car sa ré~istance au cisaillement e3t telle qu'elle 3e rompt immédiatement pour une accélération de 0,15g, le châ~sis et la plaque restant aux premiers instants pratiquement immobiles par suite de leur inertie.
S En outr~ compte tenu du faible coef~icient de frottement des bille~ 6 (ou des plaques de polytétrafluoréthylene) les billes ne transmetterlt à la plaque 3 et au châssis 2 que des effort3 de frotte-m~nt très réduits résultant du déplacement de la pièce 8. L~huile présente dans leg espaceg 14 contribue également à l'amortissement notamment aux ~réquence~ élevées. Par ailleurs, les ressorts 20 dont l'élasticité a été prédéterminée en ~onction notamment de la ma3se du châ~sis 2 et du disjoncteur supporté par ledit châ~sis, de telle façon que les fréquences d'oscillations de l'en~emble soient nettement inférieures ou supérieures à la ~réquence d'oscillation correspondant aux plus fortes oscillations du séisme type dont on veut se protéeer.
En outre, durant le séisme, la butée éventuelle de la plaque 17 sur la pièce 8 limite le déplacement vertical du châssis 2.
Puis, au cours du mouvement les ressorts 20 ramènent les plaques 17 et 3 et le châssis 2 à leur position de repos. Il reste dono à remplacer la goupille 21.
On voit donc que le dispositif selon l'invention réduit très considérablement les contraintes horizontales dûes aux phénomènes sismique~ tout en modifiant et amortissant le~ ~réquences d'o~cillation de sorte à les éloigner des fr~quences pour lesquelles le spectre sismique fréquence-accélération admis comme le plus représentatif correspond aux accélérations les plus élevées.
3(~Z 6.
Pour fixer les idees on a ob~ervé au cours d~un essai 3imulant un séisme 3ur table vibrante de3 fréquence~ d'oscillation de 0,5 et 3 Hz avec le dispositi~ selon l'invention, au lieu de 1,4 Herz san3 ledit dispositif.
Il ~aut noter également que le diYpositif limite dans une large mesure le déplacement vertical de l'appareil durant la secous~e qismique.
De plus le dispositif selon l'invention évite tout déplacement de l~appareil à protéger pour des contra~ntes normalement supportées telles que celle~ dûes au vent ou celles ré~ultant du montage.
L'invention e~t mise en oeuvre notamment dans le~ in3tallation~
électriques extérieures telles que stations de transPormation, 30US-stations et autres.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, apporter de~ modi~ications de détail, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents Notamment il est de toute évidence que le di3po~iti~ selon l'invention peut être utilisé à la protection contre le~ 3ecousses si3mique3 de tous types d'appareil3 autre3 que des appareils électriques tels que des disjoncteur~.
Claims (5)
1. Dispositif de protection antisismique, d'un appareil tel qu'un disjoncteur reposant sur au moins un châssis, caractérisé par le fait qu'il comporte une première plaque liée audit châssis par l'intermédiaire de vérins et comprenant sur sa face inférieure une première semelle annu-laire, une pièce solidaire par sa face inférieure d'un radier, cette pièce étant munie sur sa face supérieure d'une deuxième semelle annulaire disposée sensiblement en vis-à-vis de ladite première semelle, les semelles présentant entre elles, lors d'un déplacement mutuel un coefficient de frottement très réduit, une deuxième plaque liée à ladite première plaque et venant porter par l'intermédiaire d'au moins un ressort sur la pièce solidaire du radier, ladite deuxième plaque étant par ailleurs liée à ladite pièce au moyen d'une goupille présentant une résistance au cisaillement prédé-terminée de sorte que sa rupture survienne lorsque l'accé-lération dudit radier dépasse un seuil déterminé, des billes maintenues entre deux cylindres ou placées dans une cage étant disposées entre les semelles inférieure et supérieure, ces billes étant aptes à réduire le coefficient de frottement mutuel desdites semelles, ladite deuxième plaque, lesdites semelles, lesdites billes et lesdits ressorts baignant dans un liquide amortisseur.
2. Dispositif suivant la revendication 1, carac-térisé par le fait que lesdites semelles inférieure et supé-rieure sont revêtues d'un matériau à faible coefficient de frottement et sont en contact direct l'une avec l'autre.
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit matériau comporte du polytetrafluoréthylène.
4. Dispositif suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérise par le fait que ladite deuxième plaque vient por-ter sur des surfaces sphériques assujetties chacune à
l'extrémité d'une enveloppe apte à coulisser dans un alésage aménagé dans ladite pièce, ledit ressort étant disposé dans ladite enveloppe.
l'extrémité d'une enveloppe apte à coulisser dans un alésage aménagé dans ladite pièce, ledit ressort étant disposé dans ladite enveloppe.
5. Dispositif suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérise par le fait que ladite deuxième plaque comporte sur sa périphérie un ressort hélicoïdal enroule sur lui même en forme de tore et contraint, ce ressort prenant par ailleurs appui dans un logement ménagé dans la pièce soli-daire du radier.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7904010A FR2456885A1 (fr) | 1979-02-16 | 1979-02-16 | Dispositif de protection antisismique |
| FR7904010 | 1979-02-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1133022A true CA1133022A (fr) | 1982-10-05 |
Family
ID=9222082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA345,817A Expired CA1133022A (fr) | 1979-02-16 | 1980-02-15 | Dispositif de protection antisismique |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPS55111022A (fr) |
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| FR (1) | FR2456885A1 (fr) |
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| IT (1) | IT1128761B (fr) |
| PT (1) | PT70838A (fr) |
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