CA1223024A - Combine pour la coupure en charge et le sectionnement visible d'un circuit electrique - Google Patents
Combine pour la coupure en charge et le sectionnement visible d'un circuit electriqueInfo
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Abstract
DE DIVULGATION Combiné sectionneur-interrupteur comprenant au moins un élément de contact fixe de coupure, un élément de contact fixe de sectionnement et au moins un équipage mobile comportant un élément de contact mobile de coupure électriquement relié à un élément de contact mobile de sectionnement. La disposition des éléments de contact mobiles par rapport aux éléments de contact fixes, est conçue de telle manière que lors de la fermeture du combiné, le contact fixe de sectionnement soit fermé avant que ne s'établisse le contact électrique entre l'élément fixe de coupure et l'élément de contact mobile de coupure et, inversement, l'ouverture du contact de coupure soit réalisée avant que ne se produise l'ouverture du contact de sectionnement. L'invention permet d'associer, dans un même appareil, les fonctions d'interruption et de sectionnement.
Description
~23~;Z4 La présente invention concerne un combiné sectionner-interrupteur permettant d'assurer la coupure en charge d'un circuit électrique et son sectionnement qui, d'une façon gène-fate, devra être à ouverture de contact visible.
D'une manière générale, on sait que le sectionnement d'une installation électrique doit garantir son isolement total de la source d'alimentation. Aussi, la normalisation interdit lut libation des interrupteurs qui établissent le courant et 10 coupent en charge) comme organes de sectionnement, même si la coupure est visible. Cette interdiction provient du fait que l'ouverture matérielle d'un circuit de contact assurant une coupure de courant ne prénumit pas de la perte d'isolement due à la pollution des isolants du circuit de contact par l'arc électrique qui se produit au moment de la coupure.
Ainsi, toute installation doit associer à l'interrupteur manuel ou automatique) un dispositif spécifique assurant la fonction de sectionnement tel que, par exemple, un sectionner, 20 un porte fusibles sectionner, des bornes de sectionnement, etc...
Bette adjonction d'un sectionner augmente donc la complexité
de l'installation et accroît son coût.
L'invention a donc plus particulièrement pour objet d'associer dans un même appareil les fonctions d'interruption et de sectionnement.
~Z230~:4 Il a déjà été proposé à cet effet un combiné sectionner-interrupteur du type comprenant au moins un élément de contact fixe de coupure, un élément de contact fixe de sectionnement, au moins un équipage mobile comportant un élément de contact mobile de coupure électriquement relié à un élément de contact mobile de sectionnement, ces deux éléments de contact mobiles étant conçus pour coopérer respectivement avec les deux été-monts de contact fixes et des moyens permettant de déplacer l'équipage mobile entre une position ouverte dans laquelle les 10 cléments de contact fixes se trouvent écartés des éléments de contact mobiles et une position fermée dans laquelle les été-monts de contact fixes sont en contact électrique avec les éléments de contact mobiles correspondants. Dans un tel combiné
sectionneur-interrupteur la disposition des éléments de contact mobiles par rapport aux éléments de contact fixes ainsi que la nature des déplacements de l'équipage mobile sont conçus de telle manière qu'au cours du passage de la position ouverte à la position fermée, l'élément de contact fixe de sectionne-ment soit électriquement connecté à l'élément de contact mobile 20 de sectionnement avant que s'etablisse le contact électrique entre l'élément fixe de coupure et l'élément de contact mobile de coupure et, inversement, au cours du passage de la position fermée à la position ouverte, l'élément de contact fixe de coupure se trouve dégagé de l'élément de contact mobile de coupure avant la dé connexion de l'élément de contact fixe de sectionnement et de l'élément de contact mobile de sectionne-ment.
~Z~3~Z~
Toutefois, dans ce type de combiné, pour conserver le section-nomment sans pollution par l'arc de coupure, il est nécessaire de prévoir des dispositions appropriées pour faire en sorte que la course de l'équipage mobile entre le point de séparation mécanique des éléments de contact fixe et mobile de coupure et le point de séparation mécanique des éléments de contact de sectionnement soit aussi grande que possible.
Une telle disposition garantit en effet qu'au moment de 10 l'ouverture des contacts de sectionnement, le combiné n'est plus traversé par le courant.
Il s'avère cependant que cette solution présente un certain nombre d'inconvénients ; Elle implique notamment, en vue d'obtenir une course d'ouverture suffisante avec en outre de bonnes propriétés d'isolement entre les contacts de coupure et de sectionnement :
- la réalisation de combinés présentant une structure relatif vexent volumineuse ;
- l'utilisation d'une cinématique d'entraînement relativement complexe (fonction de la longueur de la course).
L'invention a donc pour but de supprimer ces inconvénients.
file propose à cet effet une disposition permettant de réduire, de façon significative, la course de l'équipage mobile sans pour autant augmenter le risque de pollution des contacts de QUE
sectionnement, de manière à rendre possible la réalisation de combinés de dimensions plus réduites et par conséquent moins coûteux et moins encombrants, pouvant être actionnés par des mécanismes d'entralnement simples.
Elle parvient à ce résultat à l'aide d'un combiné du type susdit, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant d'effectuer, l'insertion d'un écran isolant entre les éléments de contact mobile et fixe de coupure, dans l'instant qui suit 10 la séparation mécanique de ces éléments de contact, ces moyens d'insertion comportant un organe d'armement à accumulation d'énergie potentielle, apte à écarter l'écran de la zone de passage de l'élément de contact mobile de coupure, lors de la course de fermeture de l'équipage mobile, avec, simultanément, une accumulation d'émergie potentielle, et des moyens de déclenchement aptes à libérer cette énergie potentielle, pendant la course d'ouverture de l'équipage mobile, lorsque se produit ladite séparation, pour effectuer ladite insertion à
une vitesse indépendante de celle de l'équipage mobile.
Cette disposition, qui garantit que l'arc de coupure soit éteint avant l'ouverture des éléments de contact de sectionne-ment, permet donc de réduire considérablement la course de l'équipage mobile du combiné.
Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux ~ZZ30~4 dessins annexés dans lesquels :
Les figures 1 et 2 sont deux vues schématiques d'un combiné sectionneur-interrupteur, en position fermée (figure 1) et en position ouverte (figure 2).
La figure 3 est une vue en perspective du dispositif de coupure d'arc utilisé dans le combiné représenté figures 1 et 2.
La figure 4 représente schématiquement, à plus grande échelle, l'équipage mobile et les éléments de contact fixes du combiné représenté figures 1 et 2.
La figure 5 est un schéma d'un dispositif de réarmement du dispositif de coupure d'arc représenté sur la figure 3.
La figure 6 est une coupe axiale d'un combiné section-neur-interrupteur tri polaire.
La figure 7 est une représentation schématique d'un combiné sectionneur-interrupteur comprenant un équipage mobile en translation.
La figure 8 est une perspective schématique illustrant une variante de réalisation d'un mécanisme d'actionne-3()Z4 ment d'un combiné sectionneur~interrupteur à équipage mobile rotatif.
La figure 9 est une coupe schématique d'un combiné
sectionneur-interrupteur à équipage mobile rotatif équipé d'un porte-fusibles.
La figure 10 est une vue de détail de la pièce de posé-tionnement des fusibles à l'intérieur du porte-fusibles utilisé dans le combiné de la figure 2.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le combinésectionneur-interrupteur comprend un équipage mobile porte contacts rotatif 1 constitué par une lame conductrice 2 montée par sa partie centrale sur un arbre d'entrainement 3 transver-sel et portant à ses extrémités deux mâchoires respectives incurvées 4, 5 orientées en sens inverse l'une par rapport à
l'autre et s'étendant concentrique ment de part et d'autre de ladite lame 2.
Cet équipage mobile 1 est disposé à l'intérieur d'un bottier 10, l'arbre d'entrainement 3 s'étendant le long de l'axe long-tudinal de ce bottier 10 et étant monté rotatif au moyen de paliers non représentés.
Les éléments de contact fixes utilisés dans cet exemple cousis-lent en deux plages à couteau 7, 8 respectivement montées sur lZ23(~24 deux parois intérieures opposées du bottier 10 en des remplace-monts sensiblement décalés l'un par rapport à l'autre. Ces deux plages à couteau 7, 8 s'étendent à l'intérieur du boîtier 10 dans le plan de la lame 2, jusque dans l'aire de passage des mâchoires 4, 5 et elles sont par ailleurs reliées à deux amer nées de courant respectives 9, 9' traversant les parois du bottier 10.
D'une façon plus précise, les mâchoires 4, 5 se composent 10 chacune de deux plaques 12, 13 figure 6) sensiblement parallè-les, mobiles l'une par rapport à l'autre et sollicitées l'une vers l'autre par un moyen élastique tel qu'une pince élastique 14.
Au repos, l'écartement de ces deux plaques 12, 13 est inférieur à l'épaisseur des plages à couteau 7, 8. Ainsi, lors de la fermeture du contact, la plage à couteau 7, 8 vient s'introdui-ne à force entre les deux plaques 12, 13 en les écartant contre l'action de la pince élastique 14, laquelle assure ensuite la 20 force de contact à l'état fermé.
Il s'avère que dans ce type de contact, la compensation le trodynamique (lors de surcharges accidentelles telles que des courts-circuits) tend avantageusement à accroître la force au contact.
3()24 Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ce seul mode de réalisation de l'équipage mobile l. Une solution plus simple pourrait consister à utiliser, au lieu d'une platine, deux lames conductrices élastiques 15, 16 (figure 6) serrées l'une contre l'autre dans leur partie centrale. Toutefois, un tel mode de réalisation n'est possible que lorsque les surcharges instantanées ne risquent pas de compromettre l'élasticité et donc la qualité de la pression de contact exercée sur les plages à couteau 7, 8.
Le décalage prévu entre les plages à couteau 7, 8 ainsi que leur différence de longueur font bien apparaître la séparation des fonctions électriques assurées par le combiné sectionner-interrupteur. Ainsi, la mâchoire 4 et la plage à couteau 7 coopèrent pour assurer la fonction de coupure, tandis que la mâchoire 5 et la plage à couteau 8 assurent la fonction sectionnement.
Il ressort clairement de la figure 2 qui représente le combiné
20 sectionneur-interrupteur à l'état ouvert que la distance d'ouverture entre la mâchoire 4 et la plage à couteau 7 est beaucoup plus grande que la distance d'ouverture séparant la mâchoire 5 de la plage à couteau 8.
Cette disposition permet de faire en sorte que :
- d'une part, lors de la fermeture, l'engagement du couteau 8 dans la mâchoire 5 contact de sectionnement) s'effectue 3~)Z4 avant l'engagement de la plage à couteau 7 dans la mâchoire 4 contact de coupure), et - d'autre part, à l'ouverture, la séparation mécanique de la mâchoire 5 et de la plage à couteau 8 sectionnement) ne s'effectue que lorsque la coupure électrique entre la mâchoire 4 et la plage à couteau 7 sera réalisée.
Ce décalage temporel entre la coupure et le sectionnement est, bien entendu, fonction de la disposition des éléments de 10 contact et de la lenteur de l'entraînement en rotation de l'équipage mobile 1 propre à ce dispositif. Cependant, il est en outre fonction de la vitesse de coupure du contact de coupure formé par la mâchoire 4 et la plage à couteau 7.
C'est la raison pour laquelle, en vue d'accroître ce décalage temporel et d'augmenter ainsi la sûreté du dispositif, l'inven-lion propose d'accroître la vitesse de coupure au moyen d'un dispositif de coupure d'arc 17 effectuant l'insertion d'un écran isolant 18 dans l'arc de coupure produit lors de la sépia-20 ration mécanique de la mâchoire 4 et de la plage à couteau 7.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1, 2 et 3, le dispos si tif de coupure d'arc 17 se compose d'une structure porte-écran basculant comprenant deux flasques parallèles 19, 20 présentant au moins deux bordures circulaires coaxiales 21 reliées l'une à l'autre par un écran isolant incurvé 18, rapporté ou venu de moulage avec l'ensemble de la structure.
lZi~3UZ4 Ces deux flasques 19, 20 sont disposés de part et d'autre de la plage à couteau 7 et montés rotatifs sur celle-ci au moyen alun axe 22 coaxial aux dites bordures circulaires 21.
Cette structure porte-écran se trouve sollicitée par un ressort 23 qui tend à la faire pivoter de manière à amener l'écran 18 au droit de l'extrémité de la plage à couteau 7, la disposition de la structure porte-écran et de la plage à couteau étant prévue de manière à ce que, dans cette position, l'écran 18 se trouve 10 aussi près que possible de ladite extrémité, compte tenu de la distance de passage nécessaire et des tolérances de Fabrice-lion.
Comme on peut le voir sur la figure 1, lorsque le contact formé
par la mâchoire 4 et la plage à couteau 7 est fermé, l'écran 18 vient buter, sous l'action du ressort 23, contre la mâchoire 4.
Ainsi, à l'ouverture, dès que la mâchoire 4 se trouve séparée mécaniquement de la plage à couteau 7, l'écran 18 qui se trouve 20 libéré, vient à très grande vitesse (due à la faible inertie de la structure et de l'importance du couple de rappel exercé par le ressort 23) laminer l'arc de coupure naissant et l'étirer vers la zone de coupure 25 où des canaux d'évacuation des gaz 26 et éventuellement des ailettes de refroidissement 27 sont prévus en fonction de l'importance du courant à couper.
Les extrémités de la plage à couteau 7 et des mâchoires 4 peuvent cire avantageusement conformées de manière à obtenir un 1~3~)24 angle de dégagement 21 permettant de définir le point de demeure-rage d'arc à l'opposé de l'endroit où s'effectue l'introduction de l'écran (figure 4).
Par ailleurs, la course quleffectue la structure porte-écran 19, 20, sous l'effet du ressort 23, est limitée au moyen de butées 29 solidaires du boîtier 10, situées vers l'arrière, loin de la zone de formation d'arc, et de butées 30 solidaires des flasques 19, 20. Ces butées 29, 30 peuvent être avantageux 10 sèment équipées d'amortisseurs prévus pour éviter autant que possible les rebonds.
Les vitesses de coupure obtenues temps d'arc 2 mû) font que la séparation mécanique du contact de sectionnement (mâchoire 5, plage à couteau 8) dont les temps d'ouverture sont longs (supérieurs à 5 mû) se produira toujours après la coupure le trique (mâchoire 4, plage à couteau 7), donc sans risque de pollution de la zone de sectionnement à l'intérieur du bottier 10 .
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le bottier 10 comprend une fenêtre transparente 31 au droit du contact de sectionnement formé par la mâchoire 5 et la plage à couteau 8, de manière à pouvoir visualiser l'état ouvert ou fermé de ce contact.
Une fois que la séparation mécanique de la mâchoire 4 et de la plage à couteau 7 s'est produite, l'écran 18 vient se disposer au droit de la plage à couteau 7 et interdit ainsi le réengage-ment de ces deux pièces.
Il est donc nécessaire de prévoir un dispositif de réarmement provoquant l'effacement de l'écran avant d'effectuer l'engage-ment de la mâchoire 4 sur la plage à couteau 7.
La figure 5 illustre donc un mode de réalisation d'un tel dispositif de réarmement. Ce dispositif fait plus particulière-10 ment intervenir un levier de réarmement 50 monté oscillant àl'extrémité d'un levier d'entra;nement 51 qui pivote autour d'un axe central 52 et est sollicité par une came 53 entraînée par un arbre rotatif 54 terminé par une poignée de manoeuvre 55.
L'extrémité du levier de réarmement 50 situé à l'opposé de son articulation 56 sur le levier d'entra;nement 51, comprend :
- d'une part, une première surface de butée 57 destinée à
coopérer avec un téton 58 solidaire de la structure porte-écran en vue de repousser ladite structure contre l'actiondu ressort 23, lors de la phase de réarmement, - d'autre part, une deuxième surface de butée 60 en forme de bec, destinée à coopérer avec une surface de came fixe 61 en forme de palier, agencée de manière à provoquer, à la fin du réarmement, un bascule ment du levier de réarmement 50 qui dégage la surface de butée 57 du téton 58 et libère ainsi la structure porte-écran.
1~3024 L'arbre d'entralnement 3 de l'équipage mobile 1 du combiné
sectionneur-interrupteur peut avantageusement être mécanique-ment couplé à l'arbre rotatif 54, de manière à obtenir la séquence de fonctionnement suivante :
Fermeture à partir de la position ouverte du combiné représenté
sur la figure 2, dans une première partie de la course de rota-lion de la poignée de manoeuvre 55, la came 53 repousse le 10 levier d'entra;nement 51 et le fait pivoter, tandis que le levier de réarmement 50 vient repousser la structure porte-écran grâce à l'action de la butée 57 qui vient porter sur le téton 58. Pendant cette première course, l'équipage mobile 1 du combiné n'est pas entraîné en rotation. Dans une seconde partie de la course de rotation de la poignée 55, l'équipage mobile 1 du combiné se trouve entraîné en rotation, tandis que la stuc-ivre porte-écran 18, 19, 20 finit de se disposer en position effacée pour laisser le passage de la mâchoire 4. Après que la mâchoire 5 se soit engagée sur la plage à couteau 8 du contact 20 de sectionnement, la mâchoire 4 vient alors s'engager sur la plage à couteau 7 du contact de coupure au terme d'une troisiè-me partie de la course de rotation de la poignée 55.
Dans la dernière partie de la course de fermeture de la poignée 55, le levier de réarmement 50 est soulevé par l'action de la surface de butée 61 sur la surface de came 60 et libère la lZ~430Z4 structure porte-écran 18, 19, 20 qui vient, de ce fait buter et se trouve retenue contre la mâchoire 4 alors engagée sur la plage à couteau 7.
Ouverture L'ouverture s'obtient par une rotation en sens inter-se de la poignée de manoeuvre 55, rotation qui provoque tout d'abord la séparation mécanique de la plage à couteau 7 et de la mâchoire 4. Dès que cette séparation mécanique est obtenue, 10 la structure porte-écran 18, 19, 20 se rabat à grande vitesse et vient occuper la position représentée figure 2. Au cours de la phase suivante, la séparation de la Macaire 5 et de la plage à couteau 8 se produit et l'équipage mobile 1 parvient à
la position ouverte représentée figure 2.
Le couplage de l'arbre d'entrainement 3 de l'équipage mobile du combiné sectionneur-interrupteur avec l'arbre rotatif 54, en vue d'obtenir une telle séquence de fonctionnement, peut être réalisé par exemple comme représenté sur la figure 8.
Sur cette figure, l'arbre d'entrainement 54 comprend, à son extrémité, un levier 83 muni d'un doigt (non représenté) qui coopère avec la tige motrice 84 d'un basculer à point mort articulée sur un axe 85. Cette tige motrice 84 comporte dans son extrémité opposée à l'axe 85, un évidement axial oblong 88 au travers duquel passe un axe 87 solidaire d'une came 86 l~Z3~24 montée rotative autour de l'arbre d'entra;nement 3 de l'équipa-go mobile (4, 5) du sectionneur-interrupteur. Un ressort 89 disposé coaxiale ment à la tige 84 et retenu d'un côté par celle-ci vient porter sur le profil d'extrémité 90 de la came 86. L'entra;nement de l'arbre 3 à partir de la came s'effectue au moyen d'une pièce go solidaire de l'arbre 3 et munie d'une échancrure 92 à travers de laquelle passe un téton 93 porté par un taquet 94 solidaire de la came 86.
10 Par ailleurs, la structure porte-écran 18 se trouve montée, avec un feu angulaire déterminé et avec rappel par ressort 95, sur un arbre cannelé 96 sollicité par un ressort de rappel 97 et portant à son extrémité un levier 98, muni d'un doigt 99 coopérant avec le taquet 94.
Dans cette figure les flèches en trait gras 100 à 107 indiquent le sens de déplacement lors de la commande de fermeture du combiné.
20 Ainsi, par l'intermédiaire de l'arbre d'entrainement 54, la poignée de commande 55 entraîné le levier 83. Le doigt soft-dire de ce levier soulève la tige motrice 84 du basculer à
point mort qui oscille autour de l'axe 85. La tige 84 entraîné
la came 86 en rotation par son action sur l'axe 87 qui coulisse dans l'évidement oblong 88. Au cours de cette rotation, le ressort 89 se trouve comprimé par le déplacement relatif de l'extrémité 90 de la came 86 par rapport à la tige 84 et oméga-sine alors de l'énergie jusqu'à ce que les axes 85, 87 etl'arbre 3 soient alignés.
Le taquet 94, solidaire de la came 86, entraîne par le doigt 99 et le levier 98 l'axe cannelé 95 de commande de la structure porte-écran 17, le ressort de rappel 97 rappelant ledit axe 96 dans le sens de la flèche 108 (indiquée en traits interrompus).
Lorsque la course de fermeture est assurée/ le doigt 99 dégage au-dessus du taquet 94, de sorte qu'à partir de ce moment là, 10 le levier 98 ne se trouve plus entraîné et revient dans le sens de la flèche 108, ce qui a pour effet de changer de côté le jeu 109 entre la partie d'entrainement 110 de la structure porte-écran 17 et les arêtes des cannelures de l'axe 96, puisque, dans cette position de fermeture l'écran 18 bute et se trouve retenu sur la partie interne 111 de l'élément de contact mobile de coupure 4 Du fait que le doigt 99 ne se trouve plus retenu par le taquet 94).
Il convient de noter la combinaison du ressort de rappel 95 et 20 du jeu angulaire 109 prévu entre la structure porte-écran 17 et l'axe cannelé 96, qui peut avantageusement correspondre à la course de bascule ment de la structure porte-écran 18, permet un fonctionnement individualisé des écrans 17 garantissant le démarrage de l'écran 18 dès le début de l'ouverture effective du contact de coupure correspondant. Ce résultat ne pourrait pas être obtenu, dans le cas d'un combiné multipolaire, si l'on utilisait une commande commune à l'ensemble des écrans (par , exemple, si les structures porte-écran 17 étaient montées fixe-ment et sans jeu sur l'axe 96) ceci, du fait des tolérances de fabrication.
Par ailleurs, on rappelle que la came 86 tourne librement sur l'arbre d'entra;nement 3 de l'équipage mobile du combiné et que la pièce échancrée 91 est solidaire dédit axe.
Ainsi, dans la première partie du déplacement de la came 86, le 10 téton 93 solidaire du taquet 94 est libre dans l'échancrure 92 de la pièce 91. Vers la position de point mort du basculer alignement des axes 85, 87 et de l'arbre 3) l'écran 18 est dégagé de l'espace inter contact et le téton 93 n'entraine pas encore la pièce 91. Quand le point mort du basculer est dépars-se, le ressort 8g libère l'énergie qu'il a emmagasinée et entraîné en rotation la came 86, de sorte que le téton 93 vient brutalement entraîner la pièce échancrée 91, assurant ainsi une fermeture franche des contacts, et ce, d'autant mieux que, par construction, il est possible de prévoir un déséquilibre du 20 basculer pour donner plus d'effort vers la fermeture puisque grâce aux dispositions selon l'invention, il n'est pas nées-saine d'avoir un mouvement d'ouverture rapide.
Bien entendu, le combiné sectionneur-interrupteur selon l'invention peut être multipolaire et comprendre plusieurs équipages mobiles 1 montés rotatifs sur un même arbre d'entrai-lZ~3~)Z4 nomment, chacun de ces équipages mobiles étant alors associé à
deux éléments de contact fixes.
A titre d'exemple, la figure 6 illustre un mode de réalisation d'un combiné sectionneur-interrupteur comprenant trois encens-bics de coupure et de sectionnement comprenant chacun un étui-page rotatif 60, 61, 62 et deux contacts fixes 63-63', 64-64', 65-65' tels que ceux représentés figures l et 2.
10 Dans cet exemple, les équipages 60, 61, 62 sont montés sur des tronçons d'arbre d'entraînement 66, 67, 68 respectifs assemblés bout à bout les uns aux autres. Cette disposition permet avantageusement de modifier le nombre des ensembles de coupure et de sectionnement, par exemple pour passer d'un montage bipolaire à un montage tri polaire.
Comme précédemment mentionné, l'invention ne se limite pas à un combiné sectionneur-interrupteur comprenant un équipage mobile rotatif. En effet, cet équipage pourrait être tout aussi bien 20 mobile en translation, par exemple de la lagon représentée sur la figure 7.
Sur cette figure, le combiné comprend un équipage en forme de U, 70, à ailes 71, 72 d'inégales longueurs, pouvant être déplu-ce en translation, perpendiculairement à son âme 73 (flèches F, F') par exemple au moyen d'une poignée 74.
_.
1~3V24 Au droit des extrémités des ailes 71, 72 de l'équipage mobile se trouvent disposés deux éléments de contact fixes 75, 76 raccordés à des amenées de courant 77, 78.
Les ailes 71, 72 de l'équipage mobile 70 peuvent consister en des plages à couteau et, dans ce cas, les éléments de contact fixes 75, 76 peuvent comprendre des mâchoires d'un type anal-gué à celles précédemment décrites.
10 A l'inverse, les éléments de contact fixes 75, 76 pourraient comprendre des plages à couteau respectives, des mâchoires équipant alors les ailes 71, 72 de l'équipage mobile 70.
D'une façon analogue, le contact de coupure formé par l'aile 72 (la plus courte) et l'élément de contact fixe 76 peut être équipé d'un écran isolant mobile 79 mobile en translation selon les flèches F, F'.
La figure 9 représente un combiné interrupteur-sectionneur 20 porte-fusible conforme à l'invention.
Ce combiné comprend donc, de la façon précédemment décrite, un équipage mobile rotatif comportant au moins une mâchoire de contact de coupure 4 et une mâchoire de contact de sectionne-ment 5, cet équipage étant entraîné en rotation par un arbre d'entrainement 3. D'une façon analogue à celle précédemment décrite, le contact de coupure se trouve équipé d'un dispositif de coupure d'arc à écran basculant 18. La manoeuvre de l'équipa-~23024 go mobile et du dispositif de coupure d'arc est obtenue au moyen d'une poignée de manoeuvre 55 et d'un arbre d'entrainement 54 associé à un système mécanique du type de celui représenté
sur la figure 8.
Toutefois, dans cet exemple, la plage à couteau du contact fixe de sectionnement consiste en l'un des deux couteaux 127, 127' d'un fusible à couteaux 128 monté, de lagon amovible, dans un porte-fusible 129 solidaire du bottier 130 du combiné section-10 neur-interrupteur.
Ce porte-fusible 129 comprend plus particulièrement une pièce de positionne ment 131 dans laquelle vient partiellement songe gel le couteau 127 du fusible 128 et une mâchoire fixe 132 reliée à la borne de départ 133 du combiné et dans laquelle vient s'engager le couteau 127' du fusible 128. Le fusible 128 est maintenu au niveau de son corps par un élément de support 134 solidaire d'un capot porte-fusible basculant 135 articulé
sur un axe 136 et maintenu en position fermée par des moyens 20 d'encliquetage 137. Ce capot 135 comprend en outre une poignée 138 permettant l'ouverture du porte-fusible 129 avec extraction simultanée des fusibles 128.
Par ailleurs, une barrette de verrouillage 140 actionnée par la poignée de manoeuvre 55, est prévue de manière à ne rendre possible cette ouverture que si l'interrupteur-sectionneur est en position d'ouverture, position dans laquelle la poignée 55 se trouve à 90 de la position représentée, et la barrette de verrouillage 140, entraînée par la poignée 55 se trouve en position effacée. Une fenêtre transparente 141 prévue dans le boîtier 130 au-dessus du capot 135 permet une visibilité totale d'ouverture des éléments de contact de la partie sectionner du combiné, de manière à confirmer ainsi l'ouverture apparente donnée par la position de la poignée de commande 55.
La figure 10 détaille la fonction de la pièce de positionne ment 10 131 du fusible 128. Cette pièce de positionne ment comprend deux mâchoires 143, 144 en matière isolante présentant des proprio-tés élastiques et antifriction, et comprenant deux lèvres 145, 146, formant un angle et de longueur suffisante pour guider le couteau 127 du fusille 128 au début de son introduction. Ces deux mâchoires 143, 144 qui, au repos, sont appliquées l'une contre l'autre, se trouvent ensuite écartées l'une de l'autre par le couteau 127 lors de son introduction. En fin de mise en place, les mâchoires 143, 144 viennent pincer une petite partie du couteau 127 dans une zone située de telle manière que la 20 mâchoire 5 du contact de sectionnement puisse se déplacer librement et venir s'engager sans aucune gêne sur la partie restante du couteau 127 qui constitue alors la partie fixe de l'élément de contact de sectionnement.
D'une manière générale, on sait que le sectionnement d'une installation électrique doit garantir son isolement total de la source d'alimentation. Aussi, la normalisation interdit lut libation des interrupteurs qui établissent le courant et 10 coupent en charge) comme organes de sectionnement, même si la coupure est visible. Cette interdiction provient du fait que l'ouverture matérielle d'un circuit de contact assurant une coupure de courant ne prénumit pas de la perte d'isolement due à la pollution des isolants du circuit de contact par l'arc électrique qui se produit au moment de la coupure.
Ainsi, toute installation doit associer à l'interrupteur manuel ou automatique) un dispositif spécifique assurant la fonction de sectionnement tel que, par exemple, un sectionner, 20 un porte fusibles sectionner, des bornes de sectionnement, etc...
Bette adjonction d'un sectionner augmente donc la complexité
de l'installation et accroît son coût.
L'invention a donc plus particulièrement pour objet d'associer dans un même appareil les fonctions d'interruption et de sectionnement.
~Z230~:4 Il a déjà été proposé à cet effet un combiné sectionner-interrupteur du type comprenant au moins un élément de contact fixe de coupure, un élément de contact fixe de sectionnement, au moins un équipage mobile comportant un élément de contact mobile de coupure électriquement relié à un élément de contact mobile de sectionnement, ces deux éléments de contact mobiles étant conçus pour coopérer respectivement avec les deux été-monts de contact fixes et des moyens permettant de déplacer l'équipage mobile entre une position ouverte dans laquelle les 10 cléments de contact fixes se trouvent écartés des éléments de contact mobiles et une position fermée dans laquelle les été-monts de contact fixes sont en contact électrique avec les éléments de contact mobiles correspondants. Dans un tel combiné
sectionneur-interrupteur la disposition des éléments de contact mobiles par rapport aux éléments de contact fixes ainsi que la nature des déplacements de l'équipage mobile sont conçus de telle manière qu'au cours du passage de la position ouverte à la position fermée, l'élément de contact fixe de sectionne-ment soit électriquement connecté à l'élément de contact mobile 20 de sectionnement avant que s'etablisse le contact électrique entre l'élément fixe de coupure et l'élément de contact mobile de coupure et, inversement, au cours du passage de la position fermée à la position ouverte, l'élément de contact fixe de coupure se trouve dégagé de l'élément de contact mobile de coupure avant la dé connexion de l'élément de contact fixe de sectionnement et de l'élément de contact mobile de sectionne-ment.
~Z~3~Z~
Toutefois, dans ce type de combiné, pour conserver le section-nomment sans pollution par l'arc de coupure, il est nécessaire de prévoir des dispositions appropriées pour faire en sorte que la course de l'équipage mobile entre le point de séparation mécanique des éléments de contact fixe et mobile de coupure et le point de séparation mécanique des éléments de contact de sectionnement soit aussi grande que possible.
Une telle disposition garantit en effet qu'au moment de 10 l'ouverture des contacts de sectionnement, le combiné n'est plus traversé par le courant.
Il s'avère cependant que cette solution présente un certain nombre d'inconvénients ; Elle implique notamment, en vue d'obtenir une course d'ouverture suffisante avec en outre de bonnes propriétés d'isolement entre les contacts de coupure et de sectionnement :
- la réalisation de combinés présentant une structure relatif vexent volumineuse ;
- l'utilisation d'une cinématique d'entraînement relativement complexe (fonction de la longueur de la course).
L'invention a donc pour but de supprimer ces inconvénients.
file propose à cet effet une disposition permettant de réduire, de façon significative, la course de l'équipage mobile sans pour autant augmenter le risque de pollution des contacts de QUE
sectionnement, de manière à rendre possible la réalisation de combinés de dimensions plus réduites et par conséquent moins coûteux et moins encombrants, pouvant être actionnés par des mécanismes d'entralnement simples.
Elle parvient à ce résultat à l'aide d'un combiné du type susdit, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant d'effectuer, l'insertion d'un écran isolant entre les éléments de contact mobile et fixe de coupure, dans l'instant qui suit 10 la séparation mécanique de ces éléments de contact, ces moyens d'insertion comportant un organe d'armement à accumulation d'énergie potentielle, apte à écarter l'écran de la zone de passage de l'élément de contact mobile de coupure, lors de la course de fermeture de l'équipage mobile, avec, simultanément, une accumulation d'émergie potentielle, et des moyens de déclenchement aptes à libérer cette énergie potentielle, pendant la course d'ouverture de l'équipage mobile, lorsque se produit ladite séparation, pour effectuer ladite insertion à
une vitesse indépendante de celle de l'équipage mobile.
Cette disposition, qui garantit que l'arc de coupure soit éteint avant l'ouverture des éléments de contact de sectionne-ment, permet donc de réduire considérablement la course de l'équipage mobile du combiné.
Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux ~ZZ30~4 dessins annexés dans lesquels :
Les figures 1 et 2 sont deux vues schématiques d'un combiné sectionneur-interrupteur, en position fermée (figure 1) et en position ouverte (figure 2).
La figure 3 est une vue en perspective du dispositif de coupure d'arc utilisé dans le combiné représenté figures 1 et 2.
La figure 4 représente schématiquement, à plus grande échelle, l'équipage mobile et les éléments de contact fixes du combiné représenté figures 1 et 2.
La figure 5 est un schéma d'un dispositif de réarmement du dispositif de coupure d'arc représenté sur la figure 3.
La figure 6 est une coupe axiale d'un combiné section-neur-interrupteur tri polaire.
La figure 7 est une représentation schématique d'un combiné sectionneur-interrupteur comprenant un équipage mobile en translation.
La figure 8 est une perspective schématique illustrant une variante de réalisation d'un mécanisme d'actionne-3()Z4 ment d'un combiné sectionneur~interrupteur à équipage mobile rotatif.
La figure 9 est une coupe schématique d'un combiné
sectionneur-interrupteur à équipage mobile rotatif équipé d'un porte-fusibles.
La figure 10 est une vue de détail de la pièce de posé-tionnement des fusibles à l'intérieur du porte-fusibles utilisé dans le combiné de la figure 2.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le combinésectionneur-interrupteur comprend un équipage mobile porte contacts rotatif 1 constitué par une lame conductrice 2 montée par sa partie centrale sur un arbre d'entrainement 3 transver-sel et portant à ses extrémités deux mâchoires respectives incurvées 4, 5 orientées en sens inverse l'une par rapport à
l'autre et s'étendant concentrique ment de part et d'autre de ladite lame 2.
Cet équipage mobile 1 est disposé à l'intérieur d'un bottier 10, l'arbre d'entrainement 3 s'étendant le long de l'axe long-tudinal de ce bottier 10 et étant monté rotatif au moyen de paliers non représentés.
Les éléments de contact fixes utilisés dans cet exemple cousis-lent en deux plages à couteau 7, 8 respectivement montées sur lZ23(~24 deux parois intérieures opposées du bottier 10 en des remplace-monts sensiblement décalés l'un par rapport à l'autre. Ces deux plages à couteau 7, 8 s'étendent à l'intérieur du boîtier 10 dans le plan de la lame 2, jusque dans l'aire de passage des mâchoires 4, 5 et elles sont par ailleurs reliées à deux amer nées de courant respectives 9, 9' traversant les parois du bottier 10.
D'une façon plus précise, les mâchoires 4, 5 se composent 10 chacune de deux plaques 12, 13 figure 6) sensiblement parallè-les, mobiles l'une par rapport à l'autre et sollicitées l'une vers l'autre par un moyen élastique tel qu'une pince élastique 14.
Au repos, l'écartement de ces deux plaques 12, 13 est inférieur à l'épaisseur des plages à couteau 7, 8. Ainsi, lors de la fermeture du contact, la plage à couteau 7, 8 vient s'introdui-ne à force entre les deux plaques 12, 13 en les écartant contre l'action de la pince élastique 14, laquelle assure ensuite la 20 force de contact à l'état fermé.
Il s'avère que dans ce type de contact, la compensation le trodynamique (lors de surcharges accidentelles telles que des courts-circuits) tend avantageusement à accroître la force au contact.
3()24 Bien entendu, l'invention ne se limite pas à ce seul mode de réalisation de l'équipage mobile l. Une solution plus simple pourrait consister à utiliser, au lieu d'une platine, deux lames conductrices élastiques 15, 16 (figure 6) serrées l'une contre l'autre dans leur partie centrale. Toutefois, un tel mode de réalisation n'est possible que lorsque les surcharges instantanées ne risquent pas de compromettre l'élasticité et donc la qualité de la pression de contact exercée sur les plages à couteau 7, 8.
Le décalage prévu entre les plages à couteau 7, 8 ainsi que leur différence de longueur font bien apparaître la séparation des fonctions électriques assurées par le combiné sectionner-interrupteur. Ainsi, la mâchoire 4 et la plage à couteau 7 coopèrent pour assurer la fonction de coupure, tandis que la mâchoire 5 et la plage à couteau 8 assurent la fonction sectionnement.
Il ressort clairement de la figure 2 qui représente le combiné
20 sectionneur-interrupteur à l'état ouvert que la distance d'ouverture entre la mâchoire 4 et la plage à couteau 7 est beaucoup plus grande que la distance d'ouverture séparant la mâchoire 5 de la plage à couteau 8.
Cette disposition permet de faire en sorte que :
- d'une part, lors de la fermeture, l'engagement du couteau 8 dans la mâchoire 5 contact de sectionnement) s'effectue 3~)Z4 avant l'engagement de la plage à couteau 7 dans la mâchoire 4 contact de coupure), et - d'autre part, à l'ouverture, la séparation mécanique de la mâchoire 5 et de la plage à couteau 8 sectionnement) ne s'effectue que lorsque la coupure électrique entre la mâchoire 4 et la plage à couteau 7 sera réalisée.
Ce décalage temporel entre la coupure et le sectionnement est, bien entendu, fonction de la disposition des éléments de 10 contact et de la lenteur de l'entraînement en rotation de l'équipage mobile 1 propre à ce dispositif. Cependant, il est en outre fonction de la vitesse de coupure du contact de coupure formé par la mâchoire 4 et la plage à couteau 7.
C'est la raison pour laquelle, en vue d'accroître ce décalage temporel et d'augmenter ainsi la sûreté du dispositif, l'inven-lion propose d'accroître la vitesse de coupure au moyen d'un dispositif de coupure d'arc 17 effectuant l'insertion d'un écran isolant 18 dans l'arc de coupure produit lors de la sépia-20 ration mécanique de la mâchoire 4 et de la plage à couteau 7.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1, 2 et 3, le dispos si tif de coupure d'arc 17 se compose d'une structure porte-écran basculant comprenant deux flasques parallèles 19, 20 présentant au moins deux bordures circulaires coaxiales 21 reliées l'une à l'autre par un écran isolant incurvé 18, rapporté ou venu de moulage avec l'ensemble de la structure.
lZi~3UZ4 Ces deux flasques 19, 20 sont disposés de part et d'autre de la plage à couteau 7 et montés rotatifs sur celle-ci au moyen alun axe 22 coaxial aux dites bordures circulaires 21.
Cette structure porte-écran se trouve sollicitée par un ressort 23 qui tend à la faire pivoter de manière à amener l'écran 18 au droit de l'extrémité de la plage à couteau 7, la disposition de la structure porte-écran et de la plage à couteau étant prévue de manière à ce que, dans cette position, l'écran 18 se trouve 10 aussi près que possible de ladite extrémité, compte tenu de la distance de passage nécessaire et des tolérances de Fabrice-lion.
Comme on peut le voir sur la figure 1, lorsque le contact formé
par la mâchoire 4 et la plage à couteau 7 est fermé, l'écran 18 vient buter, sous l'action du ressort 23, contre la mâchoire 4.
Ainsi, à l'ouverture, dès que la mâchoire 4 se trouve séparée mécaniquement de la plage à couteau 7, l'écran 18 qui se trouve 20 libéré, vient à très grande vitesse (due à la faible inertie de la structure et de l'importance du couple de rappel exercé par le ressort 23) laminer l'arc de coupure naissant et l'étirer vers la zone de coupure 25 où des canaux d'évacuation des gaz 26 et éventuellement des ailettes de refroidissement 27 sont prévus en fonction de l'importance du courant à couper.
Les extrémités de la plage à couteau 7 et des mâchoires 4 peuvent cire avantageusement conformées de manière à obtenir un 1~3~)24 angle de dégagement 21 permettant de définir le point de demeure-rage d'arc à l'opposé de l'endroit où s'effectue l'introduction de l'écran (figure 4).
Par ailleurs, la course quleffectue la structure porte-écran 19, 20, sous l'effet du ressort 23, est limitée au moyen de butées 29 solidaires du boîtier 10, situées vers l'arrière, loin de la zone de formation d'arc, et de butées 30 solidaires des flasques 19, 20. Ces butées 29, 30 peuvent être avantageux 10 sèment équipées d'amortisseurs prévus pour éviter autant que possible les rebonds.
Les vitesses de coupure obtenues temps d'arc 2 mû) font que la séparation mécanique du contact de sectionnement (mâchoire 5, plage à couteau 8) dont les temps d'ouverture sont longs (supérieurs à 5 mû) se produira toujours après la coupure le trique (mâchoire 4, plage à couteau 7), donc sans risque de pollution de la zone de sectionnement à l'intérieur du bottier 10 .
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, le bottier 10 comprend une fenêtre transparente 31 au droit du contact de sectionnement formé par la mâchoire 5 et la plage à couteau 8, de manière à pouvoir visualiser l'état ouvert ou fermé de ce contact.
Une fois que la séparation mécanique de la mâchoire 4 et de la plage à couteau 7 s'est produite, l'écran 18 vient se disposer au droit de la plage à couteau 7 et interdit ainsi le réengage-ment de ces deux pièces.
Il est donc nécessaire de prévoir un dispositif de réarmement provoquant l'effacement de l'écran avant d'effectuer l'engage-ment de la mâchoire 4 sur la plage à couteau 7.
La figure 5 illustre donc un mode de réalisation d'un tel dispositif de réarmement. Ce dispositif fait plus particulière-10 ment intervenir un levier de réarmement 50 monté oscillant àl'extrémité d'un levier d'entra;nement 51 qui pivote autour d'un axe central 52 et est sollicité par une came 53 entraînée par un arbre rotatif 54 terminé par une poignée de manoeuvre 55.
L'extrémité du levier de réarmement 50 situé à l'opposé de son articulation 56 sur le levier d'entra;nement 51, comprend :
- d'une part, une première surface de butée 57 destinée à
coopérer avec un téton 58 solidaire de la structure porte-écran en vue de repousser ladite structure contre l'actiondu ressort 23, lors de la phase de réarmement, - d'autre part, une deuxième surface de butée 60 en forme de bec, destinée à coopérer avec une surface de came fixe 61 en forme de palier, agencée de manière à provoquer, à la fin du réarmement, un bascule ment du levier de réarmement 50 qui dégage la surface de butée 57 du téton 58 et libère ainsi la structure porte-écran.
1~3024 L'arbre d'entralnement 3 de l'équipage mobile 1 du combiné
sectionneur-interrupteur peut avantageusement être mécanique-ment couplé à l'arbre rotatif 54, de manière à obtenir la séquence de fonctionnement suivante :
Fermeture à partir de la position ouverte du combiné représenté
sur la figure 2, dans une première partie de la course de rota-lion de la poignée de manoeuvre 55, la came 53 repousse le 10 levier d'entra;nement 51 et le fait pivoter, tandis que le levier de réarmement 50 vient repousser la structure porte-écran grâce à l'action de la butée 57 qui vient porter sur le téton 58. Pendant cette première course, l'équipage mobile 1 du combiné n'est pas entraîné en rotation. Dans une seconde partie de la course de rotation de la poignée 55, l'équipage mobile 1 du combiné se trouve entraîné en rotation, tandis que la stuc-ivre porte-écran 18, 19, 20 finit de se disposer en position effacée pour laisser le passage de la mâchoire 4. Après que la mâchoire 5 se soit engagée sur la plage à couteau 8 du contact 20 de sectionnement, la mâchoire 4 vient alors s'engager sur la plage à couteau 7 du contact de coupure au terme d'une troisiè-me partie de la course de rotation de la poignée 55.
Dans la dernière partie de la course de fermeture de la poignée 55, le levier de réarmement 50 est soulevé par l'action de la surface de butée 61 sur la surface de came 60 et libère la lZ~430Z4 structure porte-écran 18, 19, 20 qui vient, de ce fait buter et se trouve retenue contre la mâchoire 4 alors engagée sur la plage à couteau 7.
Ouverture L'ouverture s'obtient par une rotation en sens inter-se de la poignée de manoeuvre 55, rotation qui provoque tout d'abord la séparation mécanique de la plage à couteau 7 et de la mâchoire 4. Dès que cette séparation mécanique est obtenue, 10 la structure porte-écran 18, 19, 20 se rabat à grande vitesse et vient occuper la position représentée figure 2. Au cours de la phase suivante, la séparation de la Macaire 5 et de la plage à couteau 8 se produit et l'équipage mobile 1 parvient à
la position ouverte représentée figure 2.
Le couplage de l'arbre d'entrainement 3 de l'équipage mobile du combiné sectionneur-interrupteur avec l'arbre rotatif 54, en vue d'obtenir une telle séquence de fonctionnement, peut être réalisé par exemple comme représenté sur la figure 8.
Sur cette figure, l'arbre d'entrainement 54 comprend, à son extrémité, un levier 83 muni d'un doigt (non représenté) qui coopère avec la tige motrice 84 d'un basculer à point mort articulée sur un axe 85. Cette tige motrice 84 comporte dans son extrémité opposée à l'axe 85, un évidement axial oblong 88 au travers duquel passe un axe 87 solidaire d'une came 86 l~Z3~24 montée rotative autour de l'arbre d'entra;nement 3 de l'équipa-go mobile (4, 5) du sectionneur-interrupteur. Un ressort 89 disposé coaxiale ment à la tige 84 et retenu d'un côté par celle-ci vient porter sur le profil d'extrémité 90 de la came 86. L'entra;nement de l'arbre 3 à partir de la came s'effectue au moyen d'une pièce go solidaire de l'arbre 3 et munie d'une échancrure 92 à travers de laquelle passe un téton 93 porté par un taquet 94 solidaire de la came 86.
10 Par ailleurs, la structure porte-écran 18 se trouve montée, avec un feu angulaire déterminé et avec rappel par ressort 95, sur un arbre cannelé 96 sollicité par un ressort de rappel 97 et portant à son extrémité un levier 98, muni d'un doigt 99 coopérant avec le taquet 94.
Dans cette figure les flèches en trait gras 100 à 107 indiquent le sens de déplacement lors de la commande de fermeture du combiné.
20 Ainsi, par l'intermédiaire de l'arbre d'entrainement 54, la poignée de commande 55 entraîné le levier 83. Le doigt soft-dire de ce levier soulève la tige motrice 84 du basculer à
point mort qui oscille autour de l'axe 85. La tige 84 entraîné
la came 86 en rotation par son action sur l'axe 87 qui coulisse dans l'évidement oblong 88. Au cours de cette rotation, le ressort 89 se trouve comprimé par le déplacement relatif de l'extrémité 90 de la came 86 par rapport à la tige 84 et oméga-sine alors de l'énergie jusqu'à ce que les axes 85, 87 etl'arbre 3 soient alignés.
Le taquet 94, solidaire de la came 86, entraîne par le doigt 99 et le levier 98 l'axe cannelé 95 de commande de la structure porte-écran 17, le ressort de rappel 97 rappelant ledit axe 96 dans le sens de la flèche 108 (indiquée en traits interrompus).
Lorsque la course de fermeture est assurée/ le doigt 99 dégage au-dessus du taquet 94, de sorte qu'à partir de ce moment là, 10 le levier 98 ne se trouve plus entraîné et revient dans le sens de la flèche 108, ce qui a pour effet de changer de côté le jeu 109 entre la partie d'entrainement 110 de la structure porte-écran 17 et les arêtes des cannelures de l'axe 96, puisque, dans cette position de fermeture l'écran 18 bute et se trouve retenu sur la partie interne 111 de l'élément de contact mobile de coupure 4 Du fait que le doigt 99 ne se trouve plus retenu par le taquet 94).
Il convient de noter la combinaison du ressort de rappel 95 et 20 du jeu angulaire 109 prévu entre la structure porte-écran 17 et l'axe cannelé 96, qui peut avantageusement correspondre à la course de bascule ment de la structure porte-écran 18, permet un fonctionnement individualisé des écrans 17 garantissant le démarrage de l'écran 18 dès le début de l'ouverture effective du contact de coupure correspondant. Ce résultat ne pourrait pas être obtenu, dans le cas d'un combiné multipolaire, si l'on utilisait une commande commune à l'ensemble des écrans (par , exemple, si les structures porte-écran 17 étaient montées fixe-ment et sans jeu sur l'axe 96) ceci, du fait des tolérances de fabrication.
Par ailleurs, on rappelle que la came 86 tourne librement sur l'arbre d'entra;nement 3 de l'équipage mobile du combiné et que la pièce échancrée 91 est solidaire dédit axe.
Ainsi, dans la première partie du déplacement de la came 86, le 10 téton 93 solidaire du taquet 94 est libre dans l'échancrure 92 de la pièce 91. Vers la position de point mort du basculer alignement des axes 85, 87 et de l'arbre 3) l'écran 18 est dégagé de l'espace inter contact et le téton 93 n'entraine pas encore la pièce 91. Quand le point mort du basculer est dépars-se, le ressort 8g libère l'énergie qu'il a emmagasinée et entraîné en rotation la came 86, de sorte que le téton 93 vient brutalement entraîner la pièce échancrée 91, assurant ainsi une fermeture franche des contacts, et ce, d'autant mieux que, par construction, il est possible de prévoir un déséquilibre du 20 basculer pour donner plus d'effort vers la fermeture puisque grâce aux dispositions selon l'invention, il n'est pas nées-saine d'avoir un mouvement d'ouverture rapide.
Bien entendu, le combiné sectionneur-interrupteur selon l'invention peut être multipolaire et comprendre plusieurs équipages mobiles 1 montés rotatifs sur un même arbre d'entrai-lZ~3~)Z4 nomment, chacun de ces équipages mobiles étant alors associé à
deux éléments de contact fixes.
A titre d'exemple, la figure 6 illustre un mode de réalisation d'un combiné sectionneur-interrupteur comprenant trois encens-bics de coupure et de sectionnement comprenant chacun un étui-page rotatif 60, 61, 62 et deux contacts fixes 63-63', 64-64', 65-65' tels que ceux représentés figures l et 2.
10 Dans cet exemple, les équipages 60, 61, 62 sont montés sur des tronçons d'arbre d'entraînement 66, 67, 68 respectifs assemblés bout à bout les uns aux autres. Cette disposition permet avantageusement de modifier le nombre des ensembles de coupure et de sectionnement, par exemple pour passer d'un montage bipolaire à un montage tri polaire.
Comme précédemment mentionné, l'invention ne se limite pas à un combiné sectionneur-interrupteur comprenant un équipage mobile rotatif. En effet, cet équipage pourrait être tout aussi bien 20 mobile en translation, par exemple de la lagon représentée sur la figure 7.
Sur cette figure, le combiné comprend un équipage en forme de U, 70, à ailes 71, 72 d'inégales longueurs, pouvant être déplu-ce en translation, perpendiculairement à son âme 73 (flèches F, F') par exemple au moyen d'une poignée 74.
_.
1~3V24 Au droit des extrémités des ailes 71, 72 de l'équipage mobile se trouvent disposés deux éléments de contact fixes 75, 76 raccordés à des amenées de courant 77, 78.
Les ailes 71, 72 de l'équipage mobile 70 peuvent consister en des plages à couteau et, dans ce cas, les éléments de contact fixes 75, 76 peuvent comprendre des mâchoires d'un type anal-gué à celles précédemment décrites.
10 A l'inverse, les éléments de contact fixes 75, 76 pourraient comprendre des plages à couteau respectives, des mâchoires équipant alors les ailes 71, 72 de l'équipage mobile 70.
D'une façon analogue, le contact de coupure formé par l'aile 72 (la plus courte) et l'élément de contact fixe 76 peut être équipé d'un écran isolant mobile 79 mobile en translation selon les flèches F, F'.
La figure 9 représente un combiné interrupteur-sectionneur 20 porte-fusible conforme à l'invention.
Ce combiné comprend donc, de la façon précédemment décrite, un équipage mobile rotatif comportant au moins une mâchoire de contact de coupure 4 et une mâchoire de contact de sectionne-ment 5, cet équipage étant entraîné en rotation par un arbre d'entrainement 3. D'une façon analogue à celle précédemment décrite, le contact de coupure se trouve équipé d'un dispositif de coupure d'arc à écran basculant 18. La manoeuvre de l'équipa-~23024 go mobile et du dispositif de coupure d'arc est obtenue au moyen d'une poignée de manoeuvre 55 et d'un arbre d'entrainement 54 associé à un système mécanique du type de celui représenté
sur la figure 8.
Toutefois, dans cet exemple, la plage à couteau du contact fixe de sectionnement consiste en l'un des deux couteaux 127, 127' d'un fusible à couteaux 128 monté, de lagon amovible, dans un porte-fusible 129 solidaire du bottier 130 du combiné section-10 neur-interrupteur.
Ce porte-fusible 129 comprend plus particulièrement une pièce de positionne ment 131 dans laquelle vient partiellement songe gel le couteau 127 du fusible 128 et une mâchoire fixe 132 reliée à la borne de départ 133 du combiné et dans laquelle vient s'engager le couteau 127' du fusible 128. Le fusible 128 est maintenu au niveau de son corps par un élément de support 134 solidaire d'un capot porte-fusible basculant 135 articulé
sur un axe 136 et maintenu en position fermée par des moyens 20 d'encliquetage 137. Ce capot 135 comprend en outre une poignée 138 permettant l'ouverture du porte-fusible 129 avec extraction simultanée des fusibles 128.
Par ailleurs, une barrette de verrouillage 140 actionnée par la poignée de manoeuvre 55, est prévue de manière à ne rendre possible cette ouverture que si l'interrupteur-sectionneur est en position d'ouverture, position dans laquelle la poignée 55 se trouve à 90 de la position représentée, et la barrette de verrouillage 140, entraînée par la poignée 55 se trouve en position effacée. Une fenêtre transparente 141 prévue dans le boîtier 130 au-dessus du capot 135 permet une visibilité totale d'ouverture des éléments de contact de la partie sectionner du combiné, de manière à confirmer ainsi l'ouverture apparente donnée par la position de la poignée de commande 55.
La figure 10 détaille la fonction de la pièce de positionne ment 10 131 du fusible 128. Cette pièce de positionne ment comprend deux mâchoires 143, 144 en matière isolante présentant des proprio-tés élastiques et antifriction, et comprenant deux lèvres 145, 146, formant un angle et de longueur suffisante pour guider le couteau 127 du fusille 128 au début de son introduction. Ces deux mâchoires 143, 144 qui, au repos, sont appliquées l'une contre l'autre, se trouvent ensuite écartées l'une de l'autre par le couteau 127 lors de son introduction. En fin de mise en place, les mâchoires 143, 144 viennent pincer une petite partie du couteau 127 dans une zone située de telle manière que la 20 mâchoire 5 du contact de sectionnement puisse se déplacer librement et venir s'engager sans aucune gêne sur la partie restante du couteau 127 qui constitue alors la partie fixe de l'élément de contact de sectionnement.
Claims (22)
1. Combiné sectionneur-interrupteur comprenant au moins un élément de contact fixe de coupure (7), un élément de contact fixe de sectionnement (8), au moins un équipage mobile (1) comportant un élément de contact mobile de coupure (4) électriquement relié à un élément de contact mobile de sectionnement (5), ces deux éléments de contact mobiles (4, 5) étant conçus pour coopérer respectivement avec les deux éléments de contact fixes (7, 8), et des moyens permettant de déplacer l'équipage mobile (1) entre une position ouverte dans laquelle les éléments de contact fixes (7, 8) se trouvent écartés des éléments de contact mobiles (4, 5) et une position fermée dans laquelle les éléments de contact fixes (7, 8) sont en contact électrique avec les éléments de contact mobiles (4, 5) correspondants, la disposition des éléments de contact mobiles (4, 5) par rapport aux éléments de contact fixes (7, 8) ainsi que la nature des déplacements de l'équipage mobile (1) étant conçues de telle manière qu'au cours du passage de la position ouverte à la position fermée, l'élément de contact fixe de sectionnement (8) soit électriquement connecté à
l'élément de contact mobile de sectionnement (5) avant que s'établisse le contact électrique entre l'élément de contact fixe de coupure (7) et l'élément de contact mobile de coupure (4) et, inversement, au cours du passage de la position fermée à la position ouverte, l'élément de contact fixe de coupure (7) se trouve dégagé de l'élément de contact mobile de coupure (4) avant la déconnexion de l'élément de contact fixe de sectionnement (8) et l'élément de contact mobile de sectionnement (5), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant d'effectuer, l'insertion d'un écran isolant (18) entre les éléments de contact mobile et fixe de coupure (4, 7) dans l'instant qui suit la séparation mécanique de ces éléments de contact (4, 7), ces moyens d'insertion comportant un organe d'armement à accumulation d'énergie potentielle, apte à écarter l'écran (18) de la zone de passage de l'élé ment de contact mobile de coupure (4), lors de la course de fermeture de l'équipage mobile (1), avec, simultanément, une accumulation d'énergie potentielle, et des moyens de déclenchement aptes à
libérer cette énergie potentielle, pendant la course d'ouvertu-re de l'équipage mobile (1), lorsque se produit ladite sépara-tion, pour effectuer ladite insertion à une vitesse indépendan-te de celle de l'équipage mobile (1).
l'élément de contact mobile de sectionnement (5) avant que s'établisse le contact électrique entre l'élément de contact fixe de coupure (7) et l'élément de contact mobile de coupure (4) et, inversement, au cours du passage de la position fermée à la position ouverte, l'élément de contact fixe de coupure (7) se trouve dégagé de l'élément de contact mobile de coupure (4) avant la déconnexion de l'élément de contact fixe de sectionnement (8) et l'élément de contact mobile de sectionnement (5), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant d'effectuer, l'insertion d'un écran isolant (18) entre les éléments de contact mobile et fixe de coupure (4, 7) dans l'instant qui suit la séparation mécanique de ces éléments de contact (4, 7), ces moyens d'insertion comportant un organe d'armement à accumulation d'énergie potentielle, apte à écarter l'écran (18) de la zone de passage de l'élé ment de contact mobile de coupure (4), lors de la course de fermeture de l'équipage mobile (1), avec, simultanément, une accumulation d'énergie potentielle, et des moyens de déclenchement aptes à
libérer cette énergie potentielle, pendant la course d'ouvertu-re de l'équipage mobile (1), lorsque se produit ladite sépara-tion, pour effectuer ladite insertion à une vitesse indépendan-te de celle de l'équipage mobile (1).
2. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que les susdits moyens d'insertion sont conçus pour effectuer l'insertion de l'écran isolant (18) du côté opposé au point de démarrage de l'arc.
3. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contact mobiles et fixes de coupure (4, 7) sont conformés de manière à définir un point de démarrage d'arc, à l'opposé de l'endroit où s'effectue l'introduction de l'écran (18).
4. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contact fixes (7, 8) consistent en des plages à couteau, et en ce que les éléments de contact mobiles (4, 5) comprennent une mâchoire sollicitée élastiquement, dans laquelle vient s'engager ladite plage à couteau.
5. Combiné selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plage à couteau (7, 8) et la mâchoire (4, 5) des éléments de contact de coupure forment un angle de dégagement permettant de définir le point de démarrage d'arc à
l'opposé de l'endroit où s'effectue l'introduction de l'écran (18).
l'opposé de l'endroit où s'effectue l'introduction de l'écran (18).
6. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de contact mobiles et fixes de coupure (4, 7) sont conformés de manière à définir une zone de coupure dans laquelle sont disposés des ailettes de refroi-dissement (27) et/ou des canaux d'évacuation de gaz (26).
7. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de déplacer l'équipage mobile (1) qui coopèrent avec les moyens d'insertion de l'écran isolant (18) en vue d'obtenir une séquence de fermeture comprenant successivement l'effacement de l'écran (18), un déplacement de l'équipage mobile (1) au terme duquel s'effectue l'interconnexion des éléments de contact de sectionnement (5, 8) puis des éléments de contact de coupure (4, 7), et la mise en position armée de l'écran isolant (18), et une séquence d'ouverture comprenant la déconnexion des éléments de contact de coupure (4, 7), l'insertion rapide de l'écran isolant (18) à une vitesse indépendante du déplacement d'ouverture dès que ces éléments de contact de coupure (4, 7) sont séparés mécaniquement et la déconnexion des éléments de contact de sectionnement (5, 8).
8. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en position armée l'écran isolant (18) se trouve retenu en butée sur l'équipage mobile (1).
9. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage mobile (1) est déplacé en rotation et comprend une lame conductrice (2) montée par sa partie centrale sur un arbre d'entraînement transversal (3) et portant, à ses extrémités, deux mâchoires respectives incurvées (4, 5), orientées en sens inverse l'une par rapport à l'autre et s'étendant concentriquement, de part et d'autre de ladite lame (2), et en ce que les éléments de contact fixes (7, 8) consistent en des plages à couteau décalées l'une par rapport à l'autre.
10. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit écran (18) présente une forme incurvée et est solidaire d'une structure porte-écran formée de deux flasques parallèles porte-écran (19, 20) disposés de part et d'autre de l'élément de contact fixe de coupure (7), ces deux flasques (19, 20) étant montés rotatifs et sollicités par des moyens élastiques (23) tendant à amener l'écran (18) au droit dudit élément de contact fixe de coupure (7).
11. Combiné selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réarmement de l'écran isolant (18), ces moyens comportant un levier de réar-mement (50) articulé à l'extrémité d'un levier d'entraînement (52) monté pivotant et sollicité par une came (53) entraînée par un arbre rotatif (54) dont le mouvement de rotation est lié
au mouvement de rotation de l'équipage mobile (1), et en ce que l'extrémité du levier de réarmement (50) située du côté opposé de son articulation comprend une première surface de butée (57) coopérant avec un téton (58) solidaire de la structure porte-écran en vue de repousser celle-ci contre l'action desdits moyens élastiques (23) lors de la phase de réarmement, et une deuxième surface de butée (60) coopérant avec une surface de came fixe (61) agencée de manière à provo-quer, à la fin du réarmement, un basculement du levier de réar-mement (50) qui dégage la première surface de butée (57) dudit téton (58) et libère ainsi la structure porte-écran.
au mouvement de rotation de l'équipage mobile (1), et en ce que l'extrémité du levier de réarmement (50) située du côté opposé de son articulation comprend une première surface de butée (57) coopérant avec un téton (58) solidaire de la structure porte-écran en vue de repousser celle-ci contre l'action desdits moyens élastiques (23) lors de la phase de réarmement, et une deuxième surface de butée (60) coopérant avec une surface de came fixe (61) agencée de manière à provo-quer, à la fin du réarmement, un basculement du levier de réar-mement (50) qui dégage la première surface de butée (57) dudit téton (58) et libère ainsi la structure porte-écran.
12. Combiné selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme d'actionnement comportant :
- un arbre d'entraînement (54) dont la rotation est commandée par un organe de manoeuvre (55), - un basculeur à point mort comprenant une tige oscillante (84) articulée sur un axe (85) et comportant un évide-ment oblong (88), - un premier moyen de couplage mécanique pour transformer le mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement (5) en un mouvement d'oscillation de la tige oscillante (84), - une came montée rotative autour de l'arbre d'entraîne-ment (3) de l'équipage mobile (4, 5) du sectionneur-interrupteur et portant un axe (87) passant au travers dudit perçage oblong, - un premier ressort (89) monté sur la tige et portant sur la came (86), - un deuxième moyen de couplage mécanique pour l'entraîne-ment en rotation avec un premier jeu prédéterminé, de l'arbre (3), à partir du mouvement de rotation de la came, - un arbre de réarmement (96) sur lequel la structure porte-écran (18) est montée avec un deuxième jeu angulaire prédéterminé, - un deuxième ressort (95) exerçant un couple sur la structure porte-écran;
- un troisième ressort (97) exerçant un couple sur l'arbre de réarmement, - un troisième moyen de couplage mécanique, permettant l'entraînement en rotation, avec libération en fin de course, de l'arbre de réarmement, à partir du mouvement de rotation de la came.
- un arbre d'entraînement (54) dont la rotation est commandée par un organe de manoeuvre (55), - un basculeur à point mort comprenant une tige oscillante (84) articulée sur un axe (85) et comportant un évide-ment oblong (88), - un premier moyen de couplage mécanique pour transformer le mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement (5) en un mouvement d'oscillation de la tige oscillante (84), - une came montée rotative autour de l'arbre d'entraîne-ment (3) de l'équipage mobile (4, 5) du sectionneur-interrupteur et portant un axe (87) passant au travers dudit perçage oblong, - un premier ressort (89) monté sur la tige et portant sur la came (86), - un deuxième moyen de couplage mécanique pour l'entraîne-ment en rotation avec un premier jeu prédéterminé, de l'arbre (3), à partir du mouvement de rotation de la came, - un arbre de réarmement (96) sur lequel la structure porte-écran (18) est montée avec un deuxième jeu angulaire prédéterminé, - un deuxième ressort (95) exerçant un couple sur la structure porte-écran;
- un troisième ressort (97) exerçant un couple sur l'arbre de réarmement, - un troisième moyen de couplage mécanique, permettant l'entraînement en rotation, avec libération en fin de course, de l'arbre de réarmement, à partir du mouvement de rotation de la came.
13. Combiné selon la revendication 12, caractérisé en ce que le susdit premier moyen de couplage mécanique comprend un levier (83) solidaire de l'arbre d'entraînement et muni d'un doigt portant sur la tige oscil-lante (84).
14. Combiné selon la revendication 12, caractérisé en ce que le susdit deuxième moyen de couplage mécanique comprend une pièce (91) solidaire de l'arbre (3) et munie d'une échancrure, et un téton solidaire de la came (86) passant dans ladite échancrure.
15. Combiné selon la revendication 12, caractérisé en ce que le troisième moyen de couplage mécanique comprend un levier, monté sur l'arbre de réarmement (96) et comprenant un doigt (99) coopérant avec un taquet (94) solidai-re de la came (86).
16. Combiné selon la revendication 12, caractérisé en ce que le susdit deuxième jeu angulaire corres-pond à la course de basculement de la structure porte-écran.
17. Combiné selon la revendication 12, caractérisé en ce que sur l'arbre de réarmement (96) sont montées avec jeu, avec rappel par ressort indépendant, plu-sieurs structures porte-écran (18) associées à plusieurs ensem-bles sectionneurs-interrupteurs respectifs, de manière à
obtenir un fonctionnement individualisé desdites structures porte-écran (18).
obtenir un fonctionnement individualisé desdites structures porte-écran (18).
18. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un fusible à couteau amovible (128) dont l'un des couteaux (127) constitue la plage à couteau du contact fixe de sectionnement.
19. Combiné selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend un porte-fusible (129) dans lequel est disposé le susdit fusible (128), ce porte-fusible (129) comprenant une pièce de positionnement (131) dans laquel-le vient partiellement s'engager le couteau (127) du fusible (128) servant de plage à couteau du contact fixe de sectionne-ment, et une mâchoire fixe (132) reliée à la borne de départ (133) du combiné et dans laquelle vient s'engager le deuxième couteau (127') du fusible (128).
20. Combiné selon la revendication 19, caractérisé en ce que la pièce de positionnement (131) du fusi-ble (128) comprend deux mâchoires (143, 144) en matière isolan-te présentant des propriétés élastiques et comprenant deux lèvres (145, 146) entre lesquelles vient partiellement s'enga-ger le couteau (127) du fusible (128).
21. Combiné selon la revendication 20, caractérisé en ce que les deux mâchoires (143, 144) comprennent deux lèvres formant un angle prédéterminé.
22. Combiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'équipage mobile (70) est déplacé en translation.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |