L'invention concerne une commande de sectionneur à trois positions de
commutation incluant une position de fermeture, une position d'ouverture et
une position de mise à la terre, par l'intermédiaire de laquelle le sectionneur
peut être électriquement ou manuellement actionné. Elle comporte un arbre
rotatif principal destiné à être accouplé au contact mobile du sectionneur.
Cet arbre principal est mis en rotation lors des commutations, soit par un
moteur électrique, lorsque ce moteur est alimenté de manière appropriée,
soit manuellement par l'intermédiaire d'une manivelle, qui est alors
accouplée avec un organe de commutation manuelle lié en mouvement avec
l'arbre principal.
L'invention concerne plus particulièrement une commande pour un
sectionneur haute tension (72,5 à 145 kVolts) de poste blindé.
Les utilisateurs d'une telle commande ont généralement des exigences
de sécurité différentes quant aux séquences de commutation manuelle que
l'opérateur est autorisé à effectuer, ces séquences de commutation
définissant une certaine logique d'interverrouillage pour la commande. Par
exemple, un utilisateur peut exiger que la commande permette d'interdire
une commutation manuelle du sectionneur vers sa position de mise à la terre
si le sectionneur n'est pas dans une position d'ouverture ou encore
d'interdire une commutation manuelle du sectionneur vers sa position de
fermeture quand le sectionneur est dans une position de mise à la terre. Il
est possible de concevoir une commande de sectionneur dans laquelle est
intégré un mécanisme interdisant certaines séquences de commutation
manuelle du sectionneur pour satisfaire des exigences particulières d'un
utilisateur. Toutefois, les utilisateurs de telles commandes de sectionneur à
trois positions de commutation sont souvent amenés à changer la logique
d'interverrouillage des commandes de sectionneur. Suivant la complexité de
ce mécanisme, le changement de logique d'interverrouillage dans une
commande peut être une opération longue et coûteuse. Une commande de
sectionneur à trois positions de commutation pouvant être facilement
modifiée pour mettre en oeuvre différentes logiques d'interverrouillage est
donc recherchée.
Selon l'invention, il est proposé une commande de sectionneur à trois
positions de commutation avec laquelle on change de logique
d'interverrouillage en changeant une pièce dans laquelle la logique
d'interverrouillage souhaitée est implantée, cette pièce étant montée
amovible dans la commande.
La commande de sectionneur qui est à trois positions de commutation
incluant une position de fermeture, une position d'ouverture et une position
de mise à la terre, comporte une entrée permettant le passage d'une
manivelle pour commuter manuellement le sectionneur d'une position de
commutation vers une autre.
Selon l'invention, cette commande comporte une seconde entrée de
manivelle, la première entrée de manivelle étant disposée en regard d'un
premier organe de commutation manuelle du sectionneur qui commute le
sectionneur de sa position de fermeture vers sa position d'ouverture ou
inversement, lorsqu'il est actionné à l'aide de la manivelle introduite par cette
première entrée, la seconde entrée de manivelle étant disposée en regard
d'un second organe de commutation manuelle du sectionneur qui commute
le sectionneur de la position d'ouverture vers la position de mise à la terre ou
inversement, lorsqu'il est actionné à l'aide de la manivelle introduite par la
seconde entrée. Deux volets mobiles sont respectivement affectés chacun à
une entrée différente de manivelle et sont associés chacun à un bras de
verrouillage, chaque volet étant apte à être déplacé pour obturer ou libérer
l'entrée de manivelle à laquelle il est affecté. La commande comporte en
outre une pièce, notamment exploitée à des fins d'interverrouillage, qui est
montée amovible sur un arbre rotatif lié en mouvement aux organes de
commutation. Cette pièce comporte des pistes dans lesquelles les bras de
verrouillage des volets sont respectivement assujettis, pour empêcher ou
alternativement autoriser le déplacement de l'un ou l'autre des deux volets et
donc l'insertion de la manivelle dans l'une ou l'autre des deux entrées de
manivelle.
L'invention est décrite ci-après plus en détails et illustrée sur les dessins.
La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un exemple de
réalisation d'une commande selon l'invention.
La figure 2 illustre la position d'une pièce rotative de blocage en butée
contre la manivelle à la fin d'une commutation manuelle fermeture/ouverture
du sectionneur.
La figure 3 illustre la position d'une pièce rotative de blocage en butée
contre la manivelle à la fin d'une commutation manuelle mise à la
terre/ouverture du sectionneur.
Sur la figure 1, la commande d'un sectionneur à trois positions de
commutation comprend un arbre principal de commande 1 monté rotatif et
relié au contact mobile du sectionneur (non représenté sur la figure). Cet
arbre principal 1 est entraíné en rotation par un moteur électrique 2 par
l'intermédiaire d'un train d'engrenages 3, lorsque la commande du
sectionneur est électriquement assurée. Le mouvement de rotation de l'arbre
principal 1 est renvoyé par l'intermédiaire de pignons 4 sur un arbre
secondaire rotatif 5 faisant face à une paroi frontale 6 d'un boítier dans
lequel la commande est disposée. L'arbre secondaire 5 porte une pièce 7,
servant notamment à des fins d'interverrouillage, qui est représentée ici sous
la forme d'un disque. Cette pièce 7 est montée de manière amovible sur
l'arbre secondaire 5 et, dans la réalisation présentée, elle est fixée à une
extrémité libre de l'arbre 5.
La paroi frontale 6 du boítier de la commande est munie de deux entrées
de manivelle 8 et 9 distinctes. Ces deux entrées 8,9 de manivelle sont
disposées respectivement en regard de deux organes de commutation
manuelle 10,11 du sectionneur qui sont mécaniquement couplés dans le
boítier de la commande et qui sont prévus pour être mis en rotation à l'aide
d'une manivelle M. Dans la réalisation présentée, ces deux organes de
commutation sont équipés chacun d'un carré sur lequel une douille
d'entraínement, comportée par une manivelle M, peut être temporairement
emmanchée. Ces deux carrés sont présentés avec des axes de rotation
perpendiculairement orientés par rapport à la paroi frontale 6 et au plan du
disque constituant la pièce 7. Plus particulièrement, ce disque est interposé
entre les carrés des organes 10,11 et les entrées de manivelle 8, 9,
parallèlement à la paroi frontale 6 et il balaye un plan que coupe la manivelle
M, quand elle est emmanchée en prise avec l'un ou l'autre des carrés des
organes 10,11. Dans la réalisation présentée, il est donc prévu une
ouverture 26 permettant à une manivelle M de traverser le disque constituant
la pièce 7, dans des conditions déterminées qui sont précisées par la suite.
Les organes de commutation 10,11 sont mécaniquement couplés par
l'intermédiaire d'un dispositif de transmission où les mouvements de rotation
appliqués à l'un sont transmis à l'autre, ainsi qu'aux deux arbres 1 et 5.
Dans la réalisation présentée, chacun des organes 10,11 est solidaire
d'une poulie 12,13, les deux poulies étant mécaniquement couplées par une
courroie sans fin, crantée, 14. La paire de poulies 12,13 est couplée à un
axe d'entraínement du moteur 2, via une poulie 16 solidaire de cet axe, une
courroie 17 et une poulie 15, ici supposée solidaire de l'ensemble formé par
la poulie 13 et par l'organe 11. Les mouvements de rotation de chaque
poulie crantée 12,13 sont donc transmis à l'arbre de commande principal 1
et à l'arbre secondaire 5 de la commande et inversement.
La mise en rotation manuelle d'un des organes 10, 11 au moyen de la
manivelle emmanchée sur le carré solidaire de cet organe, entraíne donc
une rotation de l'arbre du moteur 2 qui se traduit par des rotations
correspondantes de l'arbre principal 1 et de l'arbre secondaire 5, lorsque les
rotations de ces arbres ne sont pas électriquement obtenues par mise en
marche du moteur 2.
Des volets mobiles 18,19 constituant des sélecteurs de mode de
fonctionnement sont prévus au niveau de la commande.
Dans la réalisation présentée, chacun de ces volets 18,19 est fixé sur un
arbre 30,31 dont seule une extrémité est représentée. Ces arbres ont des
axes XX' et YY' parallèles et ils permettent aux volets de tourner en restant
parallèles à la paroi 6 qu'ils traversent, les volets étant ici supposés de l'autre
côté de cette paroi 6 par rapport aux arbres 1,5 et à la pièce 7. Chaque volet
18,19 a par exemple un fond circulaire qui présente localement une
échancrure de passage de manivelle en périphérie. Cette échancrure est ici
supposée réalisée en forme de demi-lune, son dimensionnement et son
positionnement sont choisis, de manière connue en soi, en relation avec
ceux prévus en paroi 6 pour l'entrée de manivelle, avec laquelle le volet
portant cette échancrure doit coopérer. Chaque volet n'autorise l'insertion de
la manivelle M, dans l'entrée de manivelle qui lui correspond, que quand la
rotation du volet conduit son échancrure à se trouver en regard de l'entrée
qu'elle découvre.
Dans l'exemple de réalisation présenté, chaque volet de sélection 18, 19
coopère avec un capot pivotant 27,28 qui est monté sur la paroi 6 à
proximité de l'entrée de manivelle lui correspondant, ce volet permettant
d'obturer ou de dégager cette entrée par basculement. Chaque capot est
disposé par rapport au volet avec lequel il coopère de manière à ne pouvoir
être relevé pour dégager une entrée de manivelle que lorsque l'échancrure
du volet associé à cette entrée est située au niveau de cette dernière. Dans
la réalisation présentée, ceci est obtenu en disposant l'axe de rotation du
capot de l'autre côté de l'entrée de manivelle par rapport au volet qui vient
surplomber le capot de manière à l'empêcher d'être soulevé, tant que
l'échancrure ne se trouve pas au niveau de l'entrée.
Par ailleurs, l'axe de rotation 30,31, sur lequel est monté un volet 18,19,
porte un bras de verrouillage 22,23, qui est logé de l'autre côté de la paroi 6
par rapport aux volets et qui tourne avec le volet monté sur le même axe que
lui. Chaque bras de verrouillage a une extrémité libre munie d'un téton 24,25
qui est assujetti dans une des pistes P1, P2 de la pièce 7. Suivant la position
atteinte en rotation par la pièce 7, chaque bras qui est lié en mouvement
avec un volet, est contrôlé dans ses mouvements par la piste de cette pièce
7 où il est assujetti par son téton, cette piste étant prévue pour permettre une
immobilisation du volet dans une certaine position. Les pistes P1, P2 sont
constituées par des chemins de came ici ménagés au niveau de la surface
supérieure du disque que forme la pièce 7.
Comme la pièce 7 tourne en même temps que l'arbre de commande
principal 1, auquel elle est liée à travers l'arbre secondaire 5, elle a une
position angulaire qui est représentative de celle de l'arbre principal. Par
conséquent, il est prévu de former des pistes sur la pièce 7 qui permettent
un certain mouvement des volets 18,19 pour des positions angulaires
particulières de l'arbre principal, par exemple pour les positions qu'il occupe
quand le sectionneur est commuté dans une certaine position de
commutation.
Comme cela est connu en mode électriquement commandé, un
sectionneur à trois positions, qui inclut une position de fermeture, une
position d'ouverture et de sectionnement et une position de mise à la terre,
est déplacé successivement de sa position de fermeture vers sa position
d'ouverture par une première rotation de l'arbre principal 1 de la commande,
puis de sa position d'ouverture vers sa position de mise à la terre par une
rotation supplémentaire de ce même arbre principal 1.
Selon l'invention, la commande manuelle du sectionneur est dissociée
en une première commande manuelle pour la commutation
fermeture/ouverture et en une seconde commande manuelle pour la
commutation ouverture/mise à la terre. Plus particulièrement, la commande
manuelle du sectionneur qui permet de le commuter de sa position de
fermeture vers sa position d'ouverture ou inversement se fait en
manoeuvrant le carré 10 avec la manivelle M insérée dans l'entrée de
manivelle 8 et la commande manuelle du sectionneur pour le commuter de
sa position d'ouverture vers sa position de mise à la terre ou inversement se
fait en manoeuvrant le carré 11 avec la manivelle M insérée dans l'entrée de
manivelle 9. Par conséquent, par une disposition appropriée des pistes P1,
P2 qui est choisie pour immobiliser les volets 18,19 dans des conditions
déterminées, il est possible d'autoriser ou d'interdire certaines séquences de
commutation manuelle du sectionneur en empêchant ou en autorisant un
mouvement de rotation de l'un ou l'autre des deux volets et donc l'insertion
de la manivelle dans l'une ou l'autre des deux entrées de manivelle.
Comme indiqué précédemment, la pièce 7 présente une ouverture 26
permettant un passage de la manivelle M afin que celle-ci puisse être
accouplée à un carré d'organe 10,11 quand l'entrée de manivelle 8,9
correspondante à ce carré est libérée par le volet 18,19 associé.
Sur la figure 1, on a représenté le volet 18 dans une position où il libère
l'entrée de manivelle 8 servant à commuter manuellement le sectionneur
d'une position d'ouverture vers une position de fermeture ou inversement. Le
volet 19 est représenté dans une position où il est immobilisé en mouvement
par la piste P2 de la pièce 7 et où il obture l'entrée de manivelle 9. Quand
l'organe 10 est actionné en rotation à l'aide de la manivelle M, la pièce 7 se
déplace en rotation jusqu'à ce que la manivelle vienne en butée contre un
bord intérieur de l'ouverture 26. A l'issue de cette manoeuvre, le sectionneur
est commuté dans une certaine position. La manivelle M peut être dégagée
de l'entrée de manivelle 8 et le volet 18 peut être déplacé dans une position
où il obture l'entrée de manivelle 8. Selon la forme des pistes P1, P2
réalisées sur la pièce 7, le volet 19 peut être maintenu immobilisé ou au
contraire libéré à l'issue de cette commutation manuelle du sectionneur.
Dans le dernier cas, le déplacement du volet 19 est rendu possible pour
libérer l'entrée de manivelle 9 afin d'y introduire la manivelle M pour
continuer la séquence de commutation manuelle du sectionneur à l'aide de
l'organe 11. La mise en mouvement de cet organe 11 à l'aide de la manivelle
M provoque encore une rotation de la pièce 7 conduisant à une
immobilisation du volet 18 par les pistes de cette pièce, par exemple tant
que le sectionneur n'est pas commuté dans une position d'ouverture. On
comprend donc que selon la forme des pistes de la pièce 7, il est possible
d'interdire certaines séquences de commutation du sectionneur.
Comme visible sur la figure 1, la pièce 7 est placée en bout d'arbre
secondaire 5 de façon à être facilement accessible pour pouvoir être
remplacée. Les pistes de la pièce 7 peuvent être formées par usinage ou par
moulage.
Les sous-ensembles mobiles qui incluent chacun un volet 18,19 et un
bras de verrouillage 22,23 porté par un même axe 30,31 et qui coopèrent
avec la pièce 7 sont susceptibles d'être exploités pour agir directement ou
indirectement sur des relais, non représentés, permettant de déterminer la
position occupée par un sous-ensemble et donc par le sectionneur, à des
fins de contrôle, en particulier lorsque ce sectionneur est électriquement
actionné. Ces relais peuvent en particulier être exploités pour interdire une
commutation électrique du sectionneur que ce soit pour une
ouverture/fermeture ou pour une mise à la terre. Ainsi, une position
particulière des volets conduisant à la mise hors service de la commutation
électrique du sectionneur peut éventuellement être intégrée dans la logique
d'interverrouillage implantée dans la pièce 7.
Le positionnement et la commande de ces relais ne sont pas développés
ici dans la mesure où ils sont susceptibles d'être obtenus par mise en oeuvre
de techniques connues.
La pièce 7 est également exploitée à des fins de blocage et plus
particulièrement en tant que butée de fin de course pour la commutation
manuelle du sectionneur, dans sa position intermédiaire d'ouverture, au
moyen d'une manivelle M traversant l'ouverture 26 prévue dans par cette
pièce. Dans la réalisation présentée sur la figure 1, l'ouverture 26 s'étend sur
un secteur correspondant à une moitié du disque que forme la pièce 7,
l'autre moitié de ce disque étant pleine et rainurée par les pistes P1 et P2.
L'arbre secondaire 5 et les carrés des organes 10,11 sont disposés
respectivement aux sommets d'un triangle isocèle de telle sorte qu'en
position d'ouverture du sectionneur, le bord du demi-disque plein délimitant
l'ouverture 26 à l'intérieur de la pièce 7 s'étend perpendiculairement à une
ligne passant par les axes de rotation des deux organes 10,11 et permet
l'engagement de la manivelle sur l'un ou l'autre des carrés de ces organes
10,11. Sur la figure 1, l'arbre principal 1 de la commande occupe une
position angulaire correspondant par exemple à la position de fermeture du
sectionneur. Dans cette position, la pièce 7 permet l'engagement de la
manivelle M sur le carré de l'organe 10 à travers l'entrée de manivelle 8 mais
s'interpose entre l'entrée de manivelle 9 et le carré de l'organe 11 de sorte
qu'elle est exploitée à des fins de blocage pour empêcher l'engagement de
la manivelle M sur ce carré. Quand la manivelle M en prise sur le carré de
l'organe 10 est manoeuvrée, le mouvement de rotation de la manivelle M est
transmis à l'arbre principal 1 pour commuter le sectionneur de sa position de
fermeture vers sa position d'ouverture. Le mouvement rotatif de l'arbre
principal 1 est transmis à l'arbre secondaire 5 avec pour effet un mouvement
rotatif de la pièce 7 comme illustré par une flèche sur cette pièce. Le disque
que forme la pièce 7 balaye donc un plan que coupe la manivelle M contre
laquelle il vient en butée. Il suffit donc de régler le rapport de démultiplication
entre l'arbre secondaire 5 et l'arbre principal 1 pour obtenir un blocage du
mouvement rotatif de la manivelle M par l'intermédiaire de la pièce 7 quand
le sectionneur atteint sa position d'ouverture. En particulier, le disque
effectue environ un quart de tour quand le sectionneur est commuté
manuellement de sa position de fermeture à sa position d'ouverture. Quand
le sectionneur occupe sa position d'ouverture, la manivelle M peut être
engagée sur le carré de l'organe 11. Si maintenant la manivelle M en prise
sur ce carré d'organe 11 est manoeuvrée, le mouvement de rotation de la
manivelle M est transmis à l'arbre principal 1 pour commuter le sectionneur
de sa position d'ouverture vers sa position de mise à la terre. Le mouvement
rotatif de l'arbre principal 1 est transmis à l'arbre secondaire 5 avec pour
effet un mouvement rotatif de la pièce 7 comme illustré par la flèche sur la
figure 1. Le disque constituant la pièce 7 se déplace donc encore d'un quart
de tour environ. Quand le sectionneur est dans sa position de mise à la
terre, le disque occupe une position angulaire selon laquelle le bord du demi-disque
plein délimitant l'ouverture 26 à l'intérieur de la pièce 7 est disposé
sensiblement perpendiculairement à une ligne passant par les axes de
rotation des deux organes 10,11. La pièce 7 s'interpose alors entre l'entrée
de manivelle 8 et le carré de l'organe 10 de sorte qu'il empêche maintenant
l'engagement de la manivelle M sur ce carré à travers cette entrée 8. Un
mouvement rotatif en sens inverse de la manivelle M sur le carré 11 fait
commuter le sectionneur de sa position de mise à la terre à sa position
d'ouverture. La pièce 7 se déplace donc en rotation d'un quart de tour
environ en sens inverse de la flèche portée par cette pièce et vient en butée
contre la manivelle M quand le sectionneur atteint sa position d'ouverture ce
qui bloque le mouvement rotatif de la manivelle.
La figure 2 montre la position de la pièce 7 en butée contre la manivelle
M quand le sectionneur est dans une position d'ouverture suite à sa
commutation manuelle de sa position de mise à la terre vers sa position
d'ouverture. La figure 3 montre la position de la pièce 7 en butée contre la
manivelle M quand le sectionneur est dans sa position d'ouverture suite à sa
commutation manuelle de sa position de fermeture vers sa position
d'ouverture.
Comme montré sur les figures 1 à 3, la manivelle comporte une
languette ou clavette 34 qui s'étend selon une direction radiale pour venir en
butée contre un premier épaulement 20 de la pièce 7, à la fin de la
commutation manuelle du sectionneur de sa position de mise à la terre vers
sa position d'ouverture, lorsque la manivelle M est en prise sur un carré
d'organe. L'épaulement 20 est situé à la limite entre le bord intérieur de
l'ouverture 26 et la moitié pleine du disque formant la pièce 7, à proximité de
l'axe de rotation de cette pièce La languette 34 traverse le plan balayé par le
disque 7, quand la manivelle est en prise sur l'un ou l'autre des deux carrés
d'organes 10,11. La pièce 7 comporte un second épaulement 21 sur lequel
vient en butée la languette 34 à la fin de la commutation manuelle du
sectionneur de sa position de fermeture vers sa position d'ouverture. Les
deux épaulements 20 et 21 sont similairement disposés sur un diamètre de
la pièce 7 de part et d'autre de l'axe de rotation de la pièce 7 qui se confond
avec celui de l'arbre secondaire 5, ils sont de préférence le plus près
possible de cet axe pour réduire au maximum le couple de torsion exercée
par la manivelle M sur la pièce 7, lorsqu'elle vient en butée. La languette 34
et les deux épaulements 20,21 sont ajustés de telle manière que pour un
tour de manivelle, la languette 34 passe devant un des épaulements et qu'au
tour suivant de la manivelle, elle vienne en butée contre l'autre.
En dernier lieu, dans la réalisation présentée et de manière connue,
chaque volet 17,18 est destiné à coopérer avec une serrure S1, S2. A cet
effet, il comporte un fond qui est localement muni d'un rebord périphérique
doté d'une ou de plusieurs ouvertures, telles 32 et 33, dans lesquelles
peuvent s'engager un pêne, tel 35, d'une serrure ou d'immobilisation de
volet, manoeuvrables à l'aide de clés. Comme connu, ces ouvertures sont
ménagées de manière à permettre d'interdire par clé certaines séquences
de commutation manuelle ou électrique du sectionneur avec la commande.