CA2054509C

CA2054509C - Multipore rotary switch

Info

Publication number: CA2054509C
Application number: CA 2054509
Authority: CA
Inventors: Mauro Begnis; Bernard Bouvet; Andre Colella; Jacques Gaillard; Richard Jacolin; Serge Pons; Gerard Riva; Claude Pinet
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 2002-01-01
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: FR2668851B1; CA2054509A1; DE69111571T2; ES2077203T3; DE69111571D1; FR2668851A1; EP0485306B1; EP0485306A1

Abstract

Un interrupteur rotatif multipolaire à enceinte (10) en matière isolante moulée, portant sur son pourtour interne des contacts fixes d' entrée et de sortie (15,16) et d'un contact fixe de mise à la terre (17), comporte une cloison isolante (29) intercalée entre le contact d'entrée (15) et le contact de mise à la terre (17). Un arbre de commande porte les ponts de contacts en forme de couteau constitués de deux lames s'étendant parallèlement, et dont les extrémités sont agencées en pinces. Les lames de contacts comportent dans leur partie centrale une échancrure qui évite toute venue en contact lors d'un fléchissement, et de ce fait toute annulation de l'effet d'attraction dû aux forces électrodynamiques.A multi-pole rotary switch with enclosure (10) of molded insulating material, bearing on its internal periphery fixed input and output contacts (15,16) and a fixed earthing contact (17), comprises a insulating partition (29) interposed between the input contact (15) and the earthing contact (17). A control shaft carries the knife-shaped contact bridges consisting of two blades extending in parallel, the ends of which are arranged in the form of clamps. The contact blades have in their central part a notch which prevents any coming into contact during a bending, and therefore any cancellation of the attraction effect due to electrodynamic forces.

Description

INTERRUPTEUR ROTATIF MULTIPOLAIRE.
L'invention est relative à un interrupteur rotatif multipolaire moyenne tension à enveloppe de révolution étanche, remplie d' un gaz à rigidité diélectrique élevée, dont le pourtour interne porte par pôle un contact fixe d'entrée, un contact fixe de sortie et un contact fixe de mise à l.a terre, qui sont espacés angulairement et, qui coopèrent avec um pont de contacts en forme de couteau pivotant, porté par un arbre rotatif de commande qui s'étend dans J.'axe de l'enveloppe, les différents pôles étant échelonnés le long dudit arbre à l' ini~érieur de 1 'enveloppe, et séparés par des parois transvesrsales de subdivision longitudinale de l'enveloppe, ledit arbre pouvant occuper sélectivement trois positions; une position d'ouverture, une position de fermeture dans laquelle le pont de contacts relie lesdits contacts d' entrée et de sortie, et une position de mise à
la terre, dans laquelle ledit pont de contacts relie lesdits contacts de sortie et de mise à la terre.
Un tel interrupteur est décrit dans :Le document EP-A-199.044.
Sous l'effet des forces électrodynamiques d'attraction extrêmement importantes dues au passage du courant dans le double couteau du pont de contact, les deux lames de contact risquent de se déformer, en diminuant la force de serrage transmise aux pinces.
L' obj et de l' invention tons iste à accroitre la force de contact en position de fermeture, et à éviter toute répulsion au niveau des pinces.
L' interrupteur selon l' invention est caractérisé en ce que les deux lames de contacts dudit couteau sont disposées parallèlement et sont équipées d'extrémités divergentes pour former à chaque extrémité une pince de contact mobile venant en position de fermeture enserrer le contact fixe associé qui est agencé en plage de contact, que les deu~.x lames sont sollicitées élastiquement l'une contre l'autre, le rapprochement étant MULTIPOLAR ROTARY SWITCH.
The invention relates to a multi-pole rotary switch medium voltage with sealed revolution envelope, filled with a gases with high dielectric strength, including the inner periphery carries by pole a fixed input contact, a fixed contact of outlet and a fixed earthing contact, which are spaced angularly and, which cooperate with um shaped contact bridge swivel knife, carried by a rotary control shaft which extends in the axis of the envelope, the different poles being staggered along the said tree inside the envelope, and separated by transverse subdivision walls longitudinal of the envelope, said tree being able to occupy selectively three positions; an open position, a closed position in which the contact bridge connects said input and output contacts, and a switch-on position the earth, in which said contact bridge connects said output and ground contacts.
Such a switch is described in: The document EP-A-199,044.
Under the effect of electrodynamic forces of attraction extremely important due to the passage of current in the double contact bridge knife, both contact blades may distort, reducing the clamping force transmitted to the clamps.
The object and the invention are to increase the contact force.
in the closed position, and to avoid repulsion at the level pliers.
The switch according to the invention is characterized in that the two contact blades of said knife are arranged parallel and are equipped with divergent ends for form at each end a movable contact clip coming in closing position enclose the associated fixed contact which is arranged in contact area, that the deu ~ .x blades are stressed elastically against each other, the approximation being

2 limité, lorsque les pinces sont dégagées des contacts fixes par des butées encadrant la partie centrale de chaque lame, et que lesdites parties centrales sont en position engagée des pinces, à faible écartement pour être le siège de forces électrodynamiques d'attraction importante lorsqu'elles sont parcourues par le courant, cet écartement étant supérieur au fléchissement engendré par lesdites forces pour êviter une venue en contact des parties centrales des deux lames.
Les forces électrodynamiques de rapprochement sont ainsi mises à
contribution pour renforcer la pression de contact.
Les parties centrales des lames présentent une échancrure d' une profondeur suffisante pour éviter toute venue en contact lors d'un fléchissement des lames. La profondeur de cette échancrure est de quelques dizièmes de :millimètre, ce qui permet de conserver des forces électrodynamiques importantes dues au faible écartement des parties centrales des lames.
L'enveloppe comporte avantageusement une zone fragilisée, qui constitue une zone préférentielle d'éclatement en cas de surpression accidentelle à l'intérieur de l'enveloppe. Cette zone fragilisêe est obtenue par une réduction de l'épaisseur de l' enveloppe, en l' occurrence dans la zone de j onction de l' un des fonds à la paroi de révolution.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description gu,i va suivre, d'un mode de mise en oeuvre de l' invention, donné à titre d' exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 est une vue schématique en élévation et partiellement en coupe axiale d' un interrupteur selon l' invention, représenté
en position fermé.
Les figures 2, 3 et 4 sont des coupes suivant la ligne 2-2 de la figure 1 représentant l' interrupteur respectivement en position 2 limited, when the clamps are released from the fixed contacts by stops framing the central part of each blade, and that said central parts are in the engaged position of the clamps, with small spacing to be the seat of forces electrodynamics of significant attraction when they are traversed by the current, this spacing being greater than the sagging caused by said forces to avoid a coming in contact with the central parts of the two blades.
The approximating electrodynamic forces are thus brought to contribution to reinforce contact pressure.
The central parts of the blades have a notch of a sufficient depth to avoid any contact during deflection of the blades. The depth of this notch is a few tenths of a millimeter, which allows maintain significant electrodynamic forces due to small spacing of the central parts of the blades.
The envelope advantageously includes a weakened zone, which constitutes a preferential burst zone in the event of accidental overpressure inside the envelope. This weakened area is obtained by reducing the thickness of the envelope, in this case in the junction area of one of the funds to the wall of revolution.
Other advantages and features will emerge more clearly from the description gu, i will follow, of a mode of implementation work of the invention, given by way of nonlimiting example and shown in the accompanying drawings in which:
Figure 1 is a schematic elevational view and partially in axial section of a switch according to the invention, shown in closed position.
Figures 2, 3 and 4 are sections along line 2-2 of the figure 1 showing the switch respectively in position

3 fermé, ouvert et de mise à la terre'.
La figure 5 est une vue partielle à Échelle agrandie du couteau selon la figure 1, représenté en position ouvert.
La figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5 montrant le couteau en position fermé.
Sur les figures, l'interrupteur rotatif tripolaire moyenne tension comporte une enveloppe étanche 1 0, constituée d' une cuve 1 1 et d' un couvercle 1 2 en 'matière p~Lastique moulée, assemblée suivant un plan de joint 13. L'enveloppe étanche 10 de forme générale cylindrique est subdivisée e:n trois compartiments, par deux parois transversales 1 4, et l' en:>emble est rempli d' un gaz à
rigidité diélectrique êlevée tel que l' hexafluorure de soufre, sous pression atmosphérique ou en surpression. Les trois pôles R, S, T de l' interrupteur logé chacun dans 1' un des compartiments de l' interrupteur, sont identiques, et seul l' un d' entre eux est décrit en détail par la suite. Chaque pôle comporte un contact fixe d' entrêe 1 5, un contact fixe de sortie 1 6 et un contact fixe de mise à la terre 1 7. Ces contacts fixes 1 5, 1 6, 1 7 sont disposés sur la face interne de l'enveloppe 10 et constituent des traversées étanches de l' enveloppe 1 0 . Le contact fixe de sortie 1 6 comporte un plot de contact 18 diamétralement opposé au plot de contact 1 9 du contact fixe d' entrée 1 5, et un plot de contact fixe 20 diamétralement opposé au plot de contact fixe 21 du contact de mise à la terre 1 7. Un pont de contacts mobile en forme de couteau rotatif 22 est porté par un arbre de commande 23, s'étendant dans l'axe de l'enveloppe 10 et dont l'une des extrémités 24 traverse, d'une manière étanche l'enveloppe 10, pour coopérer avec un mécanisme de commande extérieur (non représenté ) . Chaque couteau 22 est constitué de deux lames 25, 26 disposées parallèlement, et ayant des extrémités divergentes pour former des pinces de contact mobile 27, 28 coopérant chacune avec l'un des contacts fixes 15,16,17.
Dans la position fermée de l'interrupteur représentée aux 3 closed, open and grounded. ' Figure 5 is an enlarged partial view of the knife according to Figure 1, shown in the open position.
Figure 6 is a view similar to that of Figure 5 showing the knife in closed position.
In the figures, the medium three-pole rotary switch tension includes a waterproof envelope 1 0, consisting of a tank 1 1 and a cover 1 2 made of material p ~ molded film, assembled along a joint plane 13. The sealed envelope 10 of shape general cylindrical is subdivided e: n three compartments, by two transverse walls 1 4, and the in:> emble is filled with a gas with high dielectric strength such as sulfur hexafluoride, under atmospheric pressure or overpressure. The three poles R, S, T of the switch each housed in one of the compartments of the switch, are identical, and only one of them is described in detail below. Each pole has a contact fixed input 1 5, a fixed output contact 1 6 and a fixed contact earthing 1 7. These fixed contacts 1 5, 1 6, 1 7 are arranged on the internal face of the envelope 10 and constitute watertight crossings of the enclosure 1 0. Fixed output contact 1 6 includes a contact pad 18 diametrically opposite the pad contact 1 9 of the fixed input contact 1 5, and a contact pad fixed 20 diametrically opposite the fixed contact pad 21 of the earthing contact 1 7. A movable contact bridge shaped rotary knife 22 is carried by a control shaft 23, extending in the axis of the envelope 10 and one of the ends 24 passes through the envelope 10 in a sealed manner, to cooperate with an external control mechanism (not represented ) . Each knife 22 is made up of two blades 25, 26 arranged in parallel, and having divergent ends to form movable contact clamps 27, 28 each cooperating with one of the fixed contacts 15,16,17.
In the closed position of the switch shown in

4 figures 1 et 2, le couteau 22 relie électriquement les contacts fixes d'entrée 15 et de sortie 16, et l'ouverture de l' interrupteur est commandée par une .rotation d' environ 60 ° dans le sens des aiguilles d'une montre, sur la figure 2, de l'arbre de commande 23. Cette rotation amène les couteaux 22 des trois pôles dans la position inclinée, représentée sur la figure 3, qui correspond à la position d'ouvertu:re de l'interrupteur. Une rotation poursuivie de l' arbre de commande 23 amène les couteaux 22 en contact des plots de contacts 20, 21 du contact de sortie 1 6 et du contact de~ mise à la terre 1 7, reliant ainsi le contact fixe de sortie 16 au contact de mise à la terre 17. Cette rotation poursuivie est également voisine de 60°. Dans l'exemple représenté sur les figures, le contact fixe d'entrée 15 est disposé dans le fond du couvercle '12, et celui-ci porte une cloison isolante 29, venant avantageusement de moulage, et s'êtendant sensiblement perpendiculairement au plan de joint 1 3 , en étant intercalé entre le cont<~ct fixe d' entrée 15 et le contact de mise à la terre 17. La cloison isolante 29 est adj acente au contact fixe d' entrée 1 5 et elle s' étend j usqu' au pourtour de l'arbre de commande 23, de manière à limiter les risques de contournement et d' amorçage sur le plot 21 du contact de mise à la terre 1 7. La cloison 29 s' étend avantageusement sur toute la longueur du compartiment et sa disposition, à côté du contact fixe d' entrée 1 5 n' entrave pas la rotation du couteau 22 .
Dans la zone de jonction de la c7.oison 29 et des parois transversales 14 du compartiment sont ménagées des ouvertures 36, en forme d'échancrures voisinEas de l'arbre 23, pour permettre une circulation interne des gaz et donc de régénérer la tenue diélectrique dans la zone du plot de contact de mise à la te rre 1 7 .
L 'enveloppe 1 0 comporte avantageusement une zone fragilisée 30 d'éclatement en cas de surpression interne à l'enveloppe 10.
Cette zone fragilisée est disposée dans la zone de raccordement de l'enveloppe cylindrique 10, et de 1"un des fonds 31 , en étant constituée par une sîmple rainure réduisant l'épaisseur de l'enveloppe. Cette zone fragilisée 30 est de préférence au s~
voisinage du contact fixe de sort~_e 16, et elle permet un échappement des gaz vers les zones éloignées des autres pôles.
En se référant plus particulièrement. aux figures 1 , 5 et 5, on voit que les lames de contacts 25,26 sont sollicitées l'une contre l' autre, par des ressorts 32. En position d' ouverture du couteau représenté à la figure 5, le rapprochement des lames 25,26 est limité par des butées 33 qui encadrent la partie centrale 34 des lames 25,26. Les pinces 27,28 restent ainsi suffisamment ouvertes pour engager les plages des contacts fixes ,lors d'un mouvement de fermeture. Les parties centrales 34 présentent une échancrure qui confinent une fente 35 d' écartement des parties centrales des lames 25, 26. La largeur de cette .fente 35 est de quelques dizièmes de millimètre et peut atteindre un millimètre. Lorsque le couteau 22 est en position de fermeture représentée sur la figure 6, les pinces 27,28 s'engagent sur les contacts fixes 15,16 qui leur imposent un écartement à l' encontre de la force dea ressorts 32 . I1 est clair que lorsque les lames 25,26 sont parcourues par le courant circulant entre les contacts fixes d'entrée et de sortie 1 5, 1 6, ces lames 25,26 sont soumises à des forces électrodynamiques de rapprochement qui participent à la pression de contact, et limitent les risques de répulsion de ces contacts. La largeur de la fente 35 est choisie suffisamment importante pour éviter tout contact entre les parties centrales 34 des lames 25, 26 fléchies.
Cette absence de venue en butée permet de conserver intacte la force de contact engendrée par les.forces électrodynamiques d'attraction entre les lames 25,26. Ces forces électrodynamiques d' attraction sont lé gèrement plus faibles que lors d'une absence d'une échancrure, mais cette réduction. est acceptable.
Le fonctionnement de l'interrupteur ressort de l'exposé
précédent, et l' invention est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit. 4 Figures 1 and 2, the knife 22 electrically connects the contacts fixed input 15 and output 16, and the opening of the switch is controlled by a rotation of about 60 ° in clockwise, in figure 2, of the command 23. This rotation brings the knives 22 of the three poles in the inclined position, shown in Figure 3, which corresponds to the switch open position. A
continued rotation of the control shaft 23 brings the knives 22 in contact with the contact pads 20, 21 of the output contact 1 6 and the grounding contact 1 7, thus connecting the fixed contact output 16 to ground contact 17. This rotation pursued is also close to 60 °. In the example shown in the figures, the fixed input contact 15 is arranged in the bottom of the cover '12, and the latter bears a insulating partition 29, advantageously coming from molding, and extending substantially perpendicular to the joint plane 1 3, being inserted between the cont <~ ct fixed input 15 and the earthing contact 17. The insulating partition 29 is Adjacent to the fixed input contact 1 5 and extends until the around the control shaft 23, so as to limit the risks of bypassing and priming on contact pad 21 earthing 1 7. The partition 29 advantageously extends over the entire length of the compartment and its arrangement, next to the fixed input contact 1 5 does not hamper the rotation of the knife 22.
In the junction area of c7.oison 29 and the walls transverse compartments 14 are formed openings 36, in the form of notches next to Tree 23, to allow internal gas circulation and therefore regenerate the dielectric strength in the area of the grounding contact pad te rre 1 7.
The envelope 1 0 advantageously includes a weakened zone 30 bursting in the event of internal overpressure in the envelope 10.
This weakened area is arranged in the connection area of the cylindrical casing 10, and of 1 "one of the bottoms 31, being consisting of a single groove reducing the thickness of the envelope. This weakened zone 30 is preferably at s ~
near the fixed contact of fate ~ _e 16, and it allows a exhaust gases to areas far from other poles.
With particular reference. in Figures 1, 5 and 5, we sees that the contact blades 25, 26 are biased one against the other, by springs 32. In the open position of the knife shown in Figure 5, the approximation of the blades 25.26 is limited by stops 33 which frame the part central 34 of the blades 25.26. The clamps 27,28 remain thus sufficiently open to engage the ranges of the fixed contacts , during a closing movement. The central parts 34 have a notch which confines a slot 35 of spacing of the central parts of the blades 25, 26. The width of this slot 35 is a few tenths of a millimeter and can reach a millimeter. When the knife 22 is in the position of closure shown in Figure 6, clamps 27,28 engage on the fixed contacts 15,16 which impose a spacing against spring force 32. I1 is clear only when the blades 25,26 are traversed by the current circulating between the fixed input and output contacts 1 5, 1 6, these blades 25, 26 are subjected to electrodynamic forces of rapprochement that participate in contact pressure, and limit the risk of repulsion from these contacts. The width of the slot 35 is chosen to be large enough to avoid any contact between the central parts 34 of the blades 25, 26 bent.
This absence of abutment keeps the contact force generated by electrodynamic forces of attraction between the blades 25.26. These forces electrodynamics of attraction are slightly weaker than in the absence of a notch, but this reduction. East acceptable.
The operation of the switch appears from the description above, and the invention is of course in no way limited to mode of implementation more particularly described.

Claims

1. Medium voltage multipolar rotary switch at sealed revolution envelope (10) filled with high dielectric strength, the inner periphery of which pole a fixed input contact (15), a fixed output contact (16) and a fixed earthing contact (17), which are spaced angularly and which cooperate with a contact bridge (22) in swivel knife shape, carried by a rotating shaft (23) of control which, extending in the axis of the envelope (10), the different poles (R, S, T) being staggered along said tree (23) inside the envelope (10), and separated by walls transverse (14) longitudinal subdivision of the envelope, said shaft (23) being able to selectively occupy three positions;
an open position, a closed position in which the contact bridge (22) connects said contacts inlet (15) and outlet (16), and a setting position earth, in which said contact bridge (22) connects said output (16) and grounding (17) contacts, said knife of each contact bridge (22) consisting of two blades knife (25, 26), characterized in that the two blades (25, 26) of contacts are arranged in parallel and are equipped divergent ends to form at each end a movable contact clamp (27, 28) coming into the closed position grip the associated fixed contact (15,16,17) which is arranged in contact area, that the two blades (25,26) are stressed elastically against each other, the approximation being limited, when the clamps are released from the fixed contacts (15,16,17), by stops (33) framing the central part (34) of each blade (25, 26), and that said central parts (34) are in the engaged position of the clamps (27, 28), at low spacing to be the seat of electrodynamic forces of significant attraction when traversed by the current, this spacing being greater than the deflection generated by said forces to avoid coming into contact of central parts (34) of the two blades (25,26).

2. Rotary switch according to claim 1, characterized in that said central parts (34) consist of a notch (35) formed in the blades (25, 26).

3. Rotary switch according to claim 2, characterized in what the depth of the notch (35) is a few tenths of a millimeter.

4. rotary switch according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in each pole, an insulating partition (29) extends between the periphery of the envelope (10) of material molded insulation and the drive shaft (23), being interposed between the fixed input contact (15) and the fixed contact the earth (17), and that the partition (29) coming from molding with the casing (10) is adjacent to the fixed input contact (15), side of the fixed earthing contact (17).

5. Rotary switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the output contact (16) includes a stud contact (18) diametrically opposite the input contact (15), and a contact pad (20) diametrically opposite the contact of earth (17), and that the angular difference between the contact input (15) and the earthing contact (17) is close to 60 °.

6. Rotary switch according to any one of previous claims, characterized in that said envelope (10) has a weakened area (30) constituting a preferred burst area.

7. Rotary switch according to claim 6, characterized in that said weakened zone (30) is constituted by a reduced thickness of the wall of the envelope.

8. rotary switch according to claim 6 or 7, characterized in that said weakened zone (30) is located at the junction of one (31) of the bottoms and the wall of revolution of the envelope (10).