EP2061055A1 - Appareil de commutation muni d'un disjoncteur et d'un sectionneur et comprenant des moyens d'entraînement communs - Google Patents

Appareil de commutation muni d'un disjoncteur et d'un sectionneur et comprenant des moyens d'entraînement communs Download PDF

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Publication number
EP2061055A1
EP2061055A1 EP08168704A EP08168704A EP2061055A1 EP 2061055 A1 EP2061055 A1 EP 2061055A1 EP 08168704 A EP08168704 A EP 08168704A EP 08168704 A EP08168704 A EP 08168704A EP 2061055 A1 EP2061055 A1 EP 2061055A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
disconnector
circuit breaker
contacts
cam
movable contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08168704A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alain Girodet
Christian Lindner
Igor Deprez
Olivier Le Grand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Vernova GmbH
Original Assignee
Areva T&D SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Areva T&D SAS filed Critical Areva T&D SAS
Publication of EP2061055A1 publication Critical patent/EP2061055A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/46—Interlocking mechanisms
    • H01H33/52—Interlocking mechanisms for interlocking two or more switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/12—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H33/121—Load break switches
    • H01H33/122—Load break switches both breaker and sectionaliser being enclosed, e.g. in SF6-filled container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/42—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/46—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using rod or lever linkage, e.g. toggle

Definitions

  • the invention relates to the field of switching devices provided with a circuit breaker and a disconnector arranged in a plane.
  • the invention relates to this type of switching apparatus in which the circuit breaker and the disconnector are arranged in a plane and integral with a metal casing, the circuit breaker and the disconnector each comprising a pair of contacts consisting of a fixed contact and a movable contact in translation so as to separate each other during a switch.
  • the main application is that according to which the circuit breaker and the disconnector are arranged in insulating envelopes each filled with a dielectric gas under a controlled atmosphere, such as SF6.
  • One of the two switching units is a circuit breaker having a fixed contact connected to a first terminal of a network, and a second contact movable relative to the first, the two contacts being arranged along an axis.
  • the second switching unit is a disconnector having a fixed contact connected to a second terminal of the network and a movable contact, the two contacts being arranged along another axis.
  • the patent application EP 1207601 proposes to house a portion of the drive means in the metal casing to which the circuit breaker and the disconnector are attached and to connect them to another part of the drive means in the form of rods themselves housed in a cylinder vertical insulation at the base of which is implanted the engine.
  • Such an arrangement is advantageous insofar as it allows to have a compact device by the implantation of the drive means in the metal casing.
  • the drive means of the circuit breaker are independent of those of the disconnector.
  • the object of the invention is then to provide a switching device of the type mentioned above which is compact and which has common drive means to the circuit breaker and the disconnector.
  • Another object of the invention is to provide common drive means which allow the mobile contacts of the circuit breaker and disconnector to follow their own profile of movement over time, and in particular so that the disconnector is protected during the opening and closing the circuit breaker.
  • the invention provides a delayed opening of the disconnector relative to that of the circuit breaker and an early closing of the disconnector relative to that of the circuit breaker and thus the return to service of the apparatus.
  • the outer and / or inner profile of the cam (s) allows both the opening of the contacts of the circuit breaker before that of the contacts of the disconnector and the closing of the contacts of the disconnector before that of the contacts of the disconnector. breaker. This brings about the commissioning of the device using the common control.
  • the cam is connected to the drive rod by means of a curved rod that allows the rotation of the axis of rotation of the cam.
  • At least one movable contact comprises a shaft provided with a shoulder at its end housed in the metal casing, the return means comprising at least one compression spring coaxial with the shaft and in support of a part against the shoulder and secondly against a part of the metal casing separating it from the disconnector or circuit breaker and through which the shaft passes.
  • At least one movable contact comprises a shaft provided at its end with a fork housed in the metal casing, the return means comprising at least one peg internally fixed to one of the branches of the fork and housed in a groove formed at the inner periphery of the cam.
  • a single cam is rotatably mounted in the metal casing and driven by the insulating driving rod.
  • few parts are used for the common drive since only one rod and one cam are used.
  • three cams are rotatably mounted in the metal casing on the same axis and a single cam is driven by the driving rod, at least one movable contact comprising a shaft. equipped at its end with a fork housed in the metal casing and each of the branches bears against one of the two cams with the same external profile.
  • the outer profile of the cam (s) comprises two continuous curves, such that when the two movable contacts bear against one of the two curves, only the moving contact of the circuit breaker has a translational movement. and when the cam has reached a given rotational position, one of the two movable contacts bears against the other of the two curves.
  • the moving contact of the circuit breaker bears on one of the curves while the moving contact disconnector is resting on the other curves.
  • At least one movable contact comprises a shaft at the end of which is mounted a roller so as to have a bearing against the outer profile of the (the) cam (s). This increases the efficiency of the drive by reducing the friction since the sliding friction of the direct bearing contact against or in the cam is replaced by rolling friction of the roller against the outer profile of the (the) cam (s) .
  • the coupling means comprise a groove secured to the connecting rod and having a non-rectilinear profile, a roller integral with the movable contact of the disconnector and mounted in the groove of the connecting rod, the groove being arranged to allow the sliding of the roller in the groove over the entire stroke of the drive rod but its translation on only a part of this race.
  • the figure 1 is a sectional view of a switching apparatus according to a first embodiment of the invention.
  • the Figure 1A is a detail view showing the inside of the metal casing in which are housed a part of the drive means of the switching device according to the figure 1 .
  • the figure 2 is a detail view showing an alternative embodiment of a portion of the drive means of a switching apparatus according to the first embodiment of the invention.
  • FIGS. 3A to 3D are sectional views showing the different positions obtained during a switching opening sequence by the drive means of a switching device according to the figure 1 .
  • the figure 4 is a schematic perspective view of an alternative embodiment of the drive means of a switching apparatus according to the first embodiment of the invention.
  • the figure 5 is a sectional view of another alternative embodiment of the drive means of a switching apparatus according to the first embodiment of the invention.
  • the Figure 5A is a detail view showing an alternative embodiment of part of the means driving a switchgear according to the figure 5 .
  • the figure 6 is a schematic front view of a switching apparatus according to a second embodiment of the invention.
  • FIGS. 7A to 7D are sectional views showing the different positions obtained during a switching opening sequence by the drive means of a switching device according to the figure 6 .
  • FIGS. 8A and 8B are two detailed views showing two different positions according to an alternative embodiment of a portion of the drive means of a switching apparatus according to the second embodiment of the invention.
  • FIGS. 9A to 9C are detail sectional views showing an alternative embodiment of another part of the drive means of a switching apparatus according to the second embodiment of the invention.
  • the figure 10 shows the separation curves of the contacts of a disconnector and a circuit breaker belonging to a switching device according to the two embodiments of the invention shown in FIGS. Figures 1 to 9 .
  • the figure 11 shows the opening races of the movable contacts of a disconnector and a circuit breaker according to the times of the figure 10 .
  • the following figures show a switching device A according to the invention which makes it possible to perform the switching of a single pole. It goes without saying that the arrangement described hereinafter of a switching apparatus can be repeated for each pole in the case of a multipole combination.
  • the switching device A comprises a circuit breaker 1 and a disconnector 2 arranged in a coplanar manner.
  • This circuit breaker 1 and this disconnector 2 are integral with a metal shell or tank 3 filled with air here.
  • the circuit breaker 1 is arranged in an insulating cylinder 10
  • the disconnector 2 is also arranged in an insulating cylinder 20
  • the driving rod 4 is arranged in an insulating cylinder 40.
  • the insulating cylinders 10 , 20 and 40 constitute the same closed volume and filled with a gas with high dielectric strength. The nature and the pressure of the gas are therefore the same inside these three cylinders.
  • the mounting of the insulating cylinder 10 of the circuit breaker 1 on the metal casing 3 is carried out in the following manner: the casing 3 is connected, via a metal cover 51, to a shell 5, connected via the a metal cover 52 to the cylinder 10 of the circuit breaker 1, itself connected to a first terminal of the network 53.
  • the insulating cylinder 20 of the disconnector 2 is mounted on the metal casing in a similar manner: the casing 3 is connected by via a metal cover 61, to a ferrule 6, connected via a metal cover 62 to the disconnecting cylinder 2, itself connected to a second terminal of the network 63.
  • the mounting of the insulating cylinder 40 of the insulating driving rod 4 on the metal casing 3 is similarly carried out: the casing 3 is connected, via a metal cover 71, to a ferrule 7 , itself connected via a metal cover 72 to the cylinder 40 of the drive 4.
  • a breaking chamber 100 Inside the cylinder 10 of the circuit breaker 1 is a breaking chamber 100.
  • a breaking chamber 100 comprises a first fixed contact 11, connected to the terminal 53 of the network and a second contact 12, longitudinally movable along a first axis AA 'with respect to the first contact 11.
  • This breaking chamber 100 is electrically connected in series with the disconnector 2 via the metal casing 3.
  • the disconnector 2 comprises inside its insulating cylinder 20 also a breaking chamber 200.
  • This breaking chamber 200 comprises a first fixed contact 21, connected to the terminal 63 of the network and a second contact 22, longitudinally movable according to a second BB 'axis relative to the first contact 21.
  • the two axes AA 'and BB' are at right angles to one another.
  • the shafts 13, 23 extend the movable contacts 12, 22 and are connected to a mechanical assembly 8, forming part of the drive means.
  • This mechanical assembly 8 of the common drive means can be actuated from outside the casing 3, by an insulating rod 4 in longitudinal translation to the axis AA '.
  • the longitudinal displacement of the drive rod 4, along the axis AA ', is transformed into rotation of the axis 81.
  • a link 82 fixed in rotation by pivot connection on the one hand to the cam 80 itself fixed in rotation by fitting to the axis 81 and on the other hand to the drive rod 4.
  • the link 82 is of circular shape so as not to come into contact with the axis 81 and thus allows the alignment of the axis of translation of the connecting rod 4 with that AA 'of translation of the contact 11 of circuit breaker 1.
  • the rotating cam 80 transmits a longitudinal displacement of the shafts 13, 23, kept in contact with the external profile of the cam 80 via the springs 14, 24 ( Figure 1A ).
  • the cam 80 with an external profile therefore generates a thrust force of the shafts 13, 23 and thus the closure of the pairs of contacts 11, 12 and 21, 22 respectively along the axis AA 'and BB'.
  • the springs 14,24 in turn, generate an opening thrust force of the pairs of contacts 11,12 and 21,22, which as opposed to that generated by the outer profile of the cam 80 is similar to a pulling force of the shafts 13, 23 still along the same axes AA 'and BB'.
  • the movement between the cam 80 and the shafts 13, 23 is transmitted by direct contact, ie by friction ( Figures 1, 1A ), or by indirect contact via a roller 130 mounted at the shaft end 13 ( figure 2 ).
  • the direct contact induces a resisting torque on the cam 80 due to friction, thereby causing a loss of energy dissipated in the form of heat in the two parts 13 or 23 and 80 in contact while the use of a roller 15 allows to increase the efficiency by reducing friction by substitution of sliding friction in rolling friction.
  • the inner profiles P1, P2 ( Figure 5A ) or the outside one P ( Figure 1A ) of the cam 80 determine the longitudinal translation movement and the lifting of the shafts 13, 23 as well as the opening time (see timing diagram in figure 6 ).
  • the movement of the movable contact 12 preferably follows a time diagram as shown in FIG. figure 6 .
  • the rotation of the cam 80 drives the shaft 13 in translation along the axis AA 'until the opening complete of the contacts 11 and 12 of the circuit-breaker 1 ( Figures 3A and 3B
  • the first part of the rotation ⁇ makes it possible to separate the contacts 11, 12 at the end of the time t0, the second part of the rotation allows the extinction of the electric arc and the complete separation of the contacts 11, 12 at the end of the time t1.
  • the shaft 23, connected to the disconnector is in contact with a portion of the profile of the cam 80 forming a circular arc centered on the axis of rotation 81 thus leaving the disconnector in the closed position.
  • the drive means 4, 8, 80, 81, 82 enable opening the contacts 21, 22 of the disconnector 2 after the complete opening of the circuit breaker 1 and leaving a dead time between the full opening of its contacts and the beginning of the movement of the disconnector 2.
  • a complementary rotation of an angle ⁇ 1 ( figure 3C ), during which the shafts 13 and 23 both remain on a profile of the cam 80 in a circular arc centered on the axis of rotation 81, allows the circuit breaker 1 to remain in the open position and the disconnector 2 in the closed position.
  • the opening of the disconnector is carried out by continuing the rotation of the cam 80 by a complementary angle ⁇ 2 ( 3D figure ).
  • ⁇ 2 3D figure
  • the shaft 13 remains in contact with a profile of the cam 80 in an arc centered on the axis of rotation 81, leaving the circuit breaker 1 in the open position and the shaft 23 follows a suitable profile allowing the gradual opening of the disconnector until the opening of the contacts 21,22 at the end of time t3 and its setting to the open position at the end of rotation at the end of time t4.
  • the rotation of the cam 80 by an angle ⁇ 2 drives the shaft 23 in translation along the axis BB 'until the contacts 21, 22 of the disconnector 2 are completely closed. Then, the rotation of the cam 80 continues on an angle ⁇ 1 leaving the disconnector 2 in the closed position and the circuit breaker 1 in the open position.
  • the complementary rotation of the cam 80 according to the angle ⁇ ensures the complete closure of the circuit breaker 1.
  • a single cam 80 makes it possible to realize the laws of lifting of the shafts 13,23 and thus of the pairs of contacts 11,12 and 21,22.
  • the cam 80 then has a particular external profile P allowing the opening of the contacts 11,12 of the circuit breaker 1 on ⁇ ° of rotation, by means of the thrust of the spring 14 on the shaft 13, while the shaft 23 is at rest and that by therefore the contacts 21,22 remain closed ( Figure 3A and 3B ).
  • the opening of the contacts 11, 12 and that of the contacts 21, 22 is therefore effected, in the embodiment shown in FIGS. figures 1 , 1A , 2 and 3A to 3D on ⁇ + ⁇ 1 + ⁇ 2 ° of rotation of the cam 80.
  • this cam 80 has not only an inner profile P1 exerting a thrust force during the closure of the contact pairs 11,12 and 21,22, but also an inner profile P2 homothetic to P1 and exerting a pulling force when opening these contact pairs 11,12 and 21,22.
  • the shafts 13 and 23 therefore have the same geometrical characteristic, namely that their end bearing with the cam 80 'is fork-shaped (reference 13F for the fork of the shaft 13 on the figure 5 ) to bind to the latter by a pin 83 so as to be guided between the inner profile P1 and the inner profile P2.
  • two types of cams 80 '' and 80 '''integral with the same axis of rotation 81 allow the realization of the laws of raising of the trees 13 and 23.
  • a first type of cam 80 "realizes the law of lifting of the shaft 23 and thus of the contacts 21, 22 while a second type of cam 80 '' 'realizes the law of raising of the shaft 13 and thus of the contacts 11,12
  • two cams 80 '' 'of the second type placed on either side of the first type of cam 80' ', are in abutment with a follower 130 integral with the shaft 13, shaped fork and in translation along AA '
  • the first type of cam 80 "bears with a follower shaft 230 integral with the shaft 23 and in translation along BB'.
  • the cam 80 '' ' has a profile determined to cause the opening of the circuit breaker 1 on a rotation angle ⁇ . On the complementary rotation ⁇ 1 then ⁇ 2 the circuit breaker 1 remains in the open position.
  • the cam 80 '' has a determined profile to maintain the disconnector 2 in the closed position on the rotation ⁇ then on ⁇ 1 and, to open the contacts 21, 22 of the disconnector 2 on a complementary rotation ⁇ 2.
  • cams 80 '' and 80 '' ' are assembled on the same axis 81.
  • the rotation in the opposite direction causes the closing of the disconnector 2 then closing the circuit breaker 1.
  • circuit breaker and the disconnector and their associated contacts have the same references as in the first mode.
  • the second embodiment is based on the use of a deformable rhombus 9 and a rod 90 secured to the drive rod 4 and coupled to the movable contact 22 of the disconnector 2.
  • the mechanical assembly thus provided (deformable rhombus 9 and driving rod 90) makes it possible to transmit the movement of the driving rod 4 to the circuit breaker 1.
  • the diamond 9 thus retains a fixed shape during the entire race used for opening circuit breaker 1 ( Figures 7A and 7B ), then it deforms so that, over the rest of the drive stroke, circuit breaker 1 remains in the fully open position ( Figures 7C and 7D ) and thus allows the opening of the disconnector 2 ( Figure 7D ).
  • the mechanical assembly firstly comprises a rhombus 9 formed by four rods 92, 93, 94, 95 of fixed length and hinged together.
  • One of the vertices 9i is connected to a shaft 13 secured to the movable contact 12 of the circuit breaker 1.
  • the apex 9j opposite the apex 9i is connected to one end 901 of the connecting rod 90, the other end 902 is coupled directly to the driving rod 4 for maneuvering.
  • At each of these other two vertices 9k, 91 of the rhombus 9, are fixed guide rollers 96, 97.
  • the articulated links of the links 92, 93, 94, 95 to the four vertices 9i, 9j, 9k, 91 of the rhombus 9 allow a rotational movement.
  • the mechanical assembly also comprises two identical guide grooves 960, 970 made inside the metal casing, not shown, but similar to the metal casing 3.
  • the drive rod 90 has a groove 900 whose profile is not rectilinear and changes at a certain height on the connecting rod 90.
  • a roller 98 is mounted in the groove 900 of the rod 90 and rolls therein.
  • the coupling roller 98 is mounted at the end of a shaft 23 integral with the movable contact 22 of the disconnector.
  • Non-rectilinear guide grooves 960, 970 are arranged between them with their straight portions 960d, 970d parallel to each other. Due to this arrangement, the distance between the rollers 96 and 97 remains constant and the diamond 9 remains indeformable during this first phase ( Figure 7A ). In other words, the displacement of the lower vertex 9j is identical to that of the upper vertex 9i of the rhombus 9.
  • the movable contacting shaft 13 of the circuit breaker 1 thus performs, by rigid connection of the indeformable rhombus 9, a displacement identical to that of the driving rod 90.
  • circuit breaker 1 is fully open (Fig. 7B).
  • the guide rollers 96 and 97 are each in a zone of the associated guide groove 960, 970 in which it changes orientation to take an angle of convergence between them, typically of the order of 45 °.
  • the coupling roller 98 is still in contact with the lower right profile of the groove 900.
  • the movement of the driving rod 4 then continues downwards, which deforms the diamond 9 under the action of the rollers 96 and 97 which come closer since sliding in the portion of the grooves right but inclined 960di, 970di in convergence each towards the other.
  • the angle of inclination ⁇ of the inclined portions 960di, 970di is advantageously calculated so that the upper vertex 9i remains in a fixed position while the lower vertex 9j continues its downward path).
  • the contacts 11, 12 of the circuit breaker 1 remain in the open position ( Figure 7C ).
  • the coupling roller 98 follows the straight and inclined profile 900di of the groove 900, which allows the progressive opening of the contacts 21, 22 of the disconnector 2 without the contacts 11, 12 of the circuit breaker 1 do not move ( Figures 7C and 7D ).
  • the disconnector 2 and the circuit breaker 1 are both in the open position ( Figure 7D ).
  • the change of direction of the guide grooves 960 and 970, from the vertical position 960d, 970d, to the inclined and convergent position 960di, 970di, typically at an angle of 45 ° with respect to the portions 906d, 970d can be advantageously progressive so that the movement at the end of the opening race of the circuit breaker 1 is sufficiently damped. That said, in the construction of the guide grooves 960, 970, it is possible that the change of direction also causes a slight rebound at the end of the stroke of the order of a few mm (less than 10 mm) of the contacts 11, 12 of the circuit breaker 1, which, in any case, remains compatible with the breaking and dielectric performance of circuit breaker 1.
  • the coupling roller 98 is directly connected to the rod 23 of operating the disconnector, it therefore performs an identical race when opening and closing the disconnector 2.
  • the length of this race is given by the combination of the stroke of the rod 90 and the slope of the groove 900 (angle between the portion 900d and the inclined portion 900di).
  • This replacement consists in providing an axis 98 'fixed to the driving rod 90 and a lever 99' rotatably mounted around a fixed point 30 of the metal casing and articulated by a coupling rod 99 '' to the movable shaft 23 of the disconnector 2, as shown in FIG. figure 8 .
  • the lever 99 'is rotatably mounted comprises a light 990' in which the axis 98 'is mounted.
  • the disconnector 2 opens by the translational movement of the connecting rod 2, pivoting of the lever 99 'and the link 99''.
  • the ratio of length L2 / L1 (that is to say the ratio between the distance between the point of rotation 30 of the lever and the point of articulation of the link 99 '' and the distance separating the point of rotation 30 of the lever and the axis 98 'secured to the connecting rod 90) is adapted so that the movable contact 22 of the disconnector 2 is displaced on a displacement path of the reduced connecting rod 90 ( figure 8 ).
  • the maneuvering forces that apply are translated at the rhombus 9 which transmits the movement, as shown in FIGS. Figures 7 to 7D , by a pressure force of the rollers 96 and 97 in the associated guide grooves 960, 970.
  • These pressure forces generate additional rolling and friction forces which can be important.
  • connection device between the upper vertex 9i and the lower vertex 9j of the rhombus 9.
  • This complementary linking device has the function of making the 13 and the drive rod 90 during the entire opening phase of the circuit breaker and to separate them from one another to allow the diamond 9 to deform during the entire opening phase of the disconnector 2. It is also envisaged in combination with this complementary connecting device, to shorten the guide grooves 960, 970 so that the rollers 96 and 97 slide and exert only a pressure force inside them only during the closing phase of the disconnector 2.
  • a hollow bar 131 is provided with one end 1310 secured to the shaft 13 of the movable contact 12 and the other end 1311 is provided at its periphery with holes 1312 opening in which are mounted balls 1313.
  • the number of holes 1312 depends on the effort to be transmitted between the hollow bar 131 and the connecting rod 90.
  • Another bar 90 ' has one end 900' integral with the drive rod 90 and another end 901 'which is shaped to fit partially into the hollow bar 131 and is provided with spherical cap cavities 9010'. .
  • a wall 31 is fixed inside the metal casing and whose arrangement allows any first to obstruct the holes 1312 on a portion of the stroke of the drive rod 4, and thus the lateral locking of the balls 1313 on the one hand by the fixed wall 31 and on the other hand by the spherical caps 9010 '( Figure 9A ).
  • the bar 131 and the bar 90 ' are thus integral in translation downwards and the shape of the rhombus 9 is locked.
  • the wall 31 has a recess 310 forming a clearance arranged such that at the end of the opening of the circuit breaker 1, the balls 1313 are found opposite the clearance 310 and, the pressure forces exerted by the spherical caps 9010 'expel the balls towards this clearance, according to the arrow of the Figure 9B .
  • the bar 90 'and therefore the rod 90 are thus detached from the shaft 13, while remaining connected via the rhombus 9, which allows to continue the operation of the disconnector 2 while still holding the circuit breaker 1 ( Figure 9C ).
  • the guide rollers retract and then slide in the shortened, inclined and convergent grooves towards each other, which bring said rollers closer together and deforms the rhombus 9.
  • FIGS. 10 and 11 illustrate the opening and closing sequences followed by the contacts of the disconnector and the circuit breaker of the switching devices according to the two previously detailed embodiments.
  • the instant t0 represents the opening order given to the control of the circuit-breaker connected to the driving rod 4.
  • the contacts 11, 12 of the circuit breaker 1 separate.
  • the complete opening of the circuit breaker 1 occurs after the time t1 (corresponding to the rotation of the angle ⁇ of the first embodiment).
  • the circuit breaker 1 and the disconnector 2 remain stationary (corresponding to the rotation of an angle ⁇ 1 of the first embodiment).
  • the disconnector 2 starts its opening stroke.
  • the total opening stroke d of the moving contact 12 of the circuit breaker 1 (continuous curve) is represented as being greater than that of the contact 22 of the disconnector 2 (dashed curve) by a ratio greater than 1, typically equal to 80 mm / 60mm.
  • the bar 131 shown is integral with the shaft 13 and the bar 90 'is secured to the connecting rod 90. It is quite possible, in the of the invention, to have the bar 131 and the shaft 13 made in the same room. Similarly, it is quite possible to have the bar 90 'and the connecting rod 90 also made in the same room.
  • the invention makes it possible to have drive means common to a circuit breaker 1 and a disconnector 2 arranged at 90 ° to each other in the same switching device.
  • the arrangement of the drive means common to the intersection of the axis of translation of the contacts and within the same metal shell 3 makes it possible to maintain compact dimensions for the switching device.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

Appareil de commutation (A) comprenant un disjoncteur (1) et un sectionneur (2) disposés dans un plan et fixés à une enveloppe métallique (3).
Des moyens d'entraînement (4,8,80,81,82) communs comprennent :
- une unique tige isolante d'entraînement (4) adaptée pour avoir un mouvement de translation dans le même plan que celui de translation des contacts mobiles du disjoncteur et du sectionneur,
- au moins un ensemble mécanique (80, 80', 80'', 80''', 9, 90) monté dans l'enveloppe métallique (3) et dont au moins une partie est entraînée par l'unique tige isolante d'entraînement (4) en permettant la translation non simultanée des deux contacts mobiles.

Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • L'invention se rapporte au domaine des appareils de commutation munis d'un disjoncteur et d'un sectionneur disposés dans un plan.
  • Plus spécifiquement, l'invention se rapporte à ce type d'appareils de commutation dans lesquels le disjoncteur et le sectionneur sont disposés dans un plan et solidaires d'une enveloppe métallique, le disjoncteur et le sectionneur comprenant chacun une paire de contacts constituée d'un contact fixe et d'un contact mobile en translation de sorte à se séparer mutuellement lors d'une commutation.
  • L'application principale est celle selon laquelle le disjoncteur et le sectionneur sont disposés dans des enveloppes isolantes remplies chacune d'un gaz diélectrique sous atmosphère contrôlée, tel que du SF6.
    • ART ANTÉRIEUR
  • Il est connu d'utiliser des appareils à deux unités de commutation disposés dans un plan et fixés à une enveloppe métallique, comprenant chacun un contact mobile entre une position ouverte et fermée. L'une des deux unités de commutation est un disjoncteur comportant un contact fixe relié à une première borne d'un réseau, et un second contact mobile par rapport au premier, les deux contacts étant disposés le long d'un axe. La seconde unité de commutation est un sectionneur comportant un contact fixe relié à une seconde borne du réseau et un contact mobile, les deux contacts étant disposés le long d'un autre axe.
  • Il est connu également d'utiliser des moyens d'entraînement reliés à un moteur qui permettent de manoeuvrer les contacts mobiles du disjoncteur et du sectionneur, et le cas échéant, leur faire suivre chacun une séquence déterminée d'ouverture et de fermeture.
  • La demande de brevet EP 1207601 propose ainsi de loger une partie des moyens d'entraînement dans l'enveloppe métallique à laquelle sont fixés le disjoncteur et le sectionneur et de les relier à une autre partie des moyens d'entrainement sous la forme de bielles elles-mêmes logées dans un cylindre isolant vertical à la base duquel est implanté le moteur. Un tel agencement est avantageux dans la mesure où il permet d'avoir un appareil compact de par l'implantation des moyens d'entraînement dans l'enveloppe métallique. Par contre, les moyens d'entraînement du disjoncteur sont indépendants de ceux du sectionneur.
    • EXPOSÉ DE L'INVENTION
  • Le but de l'invention est alors de proposer un appareil de commutation, du type de celui susmentionné qui soit compact et qui ait des moyens d'entraînement communs au disjoncteur et au sectionneur.
  • Un autre but de l'invention est de proposer des moyens d'entraînement communs qui permettent aux contacts mobiles de disjoncteur et de sectionneur de suivre leur propre profil de déplacement dans le temps, et notamment afin que le sectionneur soit protégé lors de l'ouverture et de la fermeture du disjoncteur.
  • En particulier, selon cet autre but, l'invention propose une ouverture retardée du sectionneur par rapport à celle du disjoncteur et une fermeture anticipée du sectionneur par rapport à celle du disjoncteur et donc la remise en service des appareils.
  • Pour ce faire, l'invention concerne un appareil de commutation comprenant un disjoncteur et un sectionneur disposés dans un plan et fixés à une enveloppe métallique, le disjoncteur et le sectionneur comprenant chacun une paire de contacts comprenant un contact fixe et un contact mobile en translation de sorte à se séparer mutuellement lors d'une commutation, appareil comprenant en outre des moyens d'entraînement communs au disjoncteur et au sectionneur comprenant :
    • une unique tige isolante d'entraînement adaptée pour avoir un mouvement de translation dans le même plan que celui de translation des contacts mobiles,
    • un ensemble mécanique monté dans l'enveloppe métallique et dont au moins une partie est entraînée par l'unique tige isolante d'entraînement en permettant la translation non simultanée des deux contacts mobiles,
  • Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'ensemble mécanique comprend :
    • au moins une came montée en rotation dans l'enveloppe métallique, la(les) came(s) présentant un profil extérieur (P) et/ou des profils intérieurs permettant la translation non simultanée des deux contacts mobiles en appui contre ou dans la(les) came(s),
    • des moyens de rappel logés dans l'enveloppe métallique et adaptés pour maintenir en appui chacun des deux contacts mobiles contre le profil extérieur et/ou dans les profils intérieurs de la(es) came(s) quelle que soit sa (leur) position de rotation.
  • Avantageusement, le profil extérieur et/ou intérieur de la (des) came(s) permet (tent) à la fois l'ouverture des contacts du disjoncteur avant celle des contacts du sectionneur et la fermeture des contacts du sectionneur avant celle des contacts du disjoncteur. On réalise ainsi la remise en service de l'appareil à l'aide de la commande commune.
  • Avantageusement encore, la came est reliée à la tige d'entraînement par l'intermédiaire d'une biellette de forme incurvée permettant le contournement de l'axe de rotation de la came
  • Selon une variante de réalisation, au moins un contact mobile comporte un arbre muni d'un épaulement à son extrémité logée dans l'enveloppe métallique, les moyens de rappel comprenant au moins un ressort de compression coaxial à l'arbre et en appui d'une part contre l'épaulement et d'autre part contre une partie de l'enveloppe métallique la séparant du sectionneur ou disjoncteur et à travers laquelle passe l'arbre.
  • Selon une autre variante de réalisation, au moins un contact mobile comporte un arbre muni à son extrémité d'une fourche logée dans l'enveloppe métallique, les moyens de rappel comprenant au moins un pion fixé intérieurement à l'une des branches de la fourche et logé dans une rainure pratiquée à la périphérie intérieure de la came. On s'affranchit ainsi du besoin de ressort(s) pour le maintien de l'appui du contact mobile et également de l'énergie nécessaire à la compression de ce(s) ressort(s) lors de la fermeture des contacts.
  • Selon une variante avantageuse du premier mode de réalisation, une seule came est montée en rotation dans l'enveloppe métallique et entraînée par la tige isolante d'entraînement. On utilise ainsi peu de pièces pour l'entrainement commun puisque une seule tige et une seule came sont utilisées.
  • Selon un autre mode de réalisation, trois cames, dont deux au profil extérieur identique sont montées en rotation dans l'enveloppe métallique sur le même axe et une seule came est entraînée par la bielle d'entraînement, au moins un contact mobile comportant un arbre muni à son extrémité d'une fourche logée dans l'enveloppe métallique et dont chacune des branches est en appui contre une des deux cames au profil extérieur identique. L'utilisation de trois cames, dont deux au profil identique, permet de réaliser une ouverture et fermeture des contacts avec une rotation plus importante.
  • De préférence, le profil extérieur de la(es) came(s) comprend deux courbes continues, telles que lorsque les deux contacts mobiles sont en appui conjointement sur l'une des deux courbes, seul le contact mobile de disjoncteur a un mouvement de translation et lorsque la came a atteint une position de rotation donnée l'un des deux contacts mobiles vient en appui sur l'autre des deux courbes.
  • De préférence encore, lorsque la came a atteint une position de rotation supérieure à 90° par rapport à la position initiale dans laquelle les deux contacts sont fermés, le contact mobile de disjoncteur est en appui sur l'une des courbes tandis que le contact mobile de sectionneur est en appui sur l'autre des courbes.
  • Selon une variante de réalisation, au moins un contact mobile comporte un arbre à l'extrémité duquel est monté un galet de sorte à avoir un appui roulant contre le profil extérieur de la (des) came(s). On augmente ainsi le rendement de l'entraînement en réduisant les frottements puisque le frottement de glissement du contact en appui direct contre ou dans la came est remplacé par du frottement de roulement du galet contre le profil extérieur de la (des) came(s).
  • Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, l'ensemble mécanique d'entraînement comprend :
    • quatre biellettes de longueur figée articulées entre elles en formant un losange, un des sommets du losange étant solidaire du contact mobile du disjoncteur,
    • une bielle d'entrainement ayant une extrémité solidaire de la tige isolante d'entrainement et une autre extrémité solidaire du sommet du losange opposé à celui solidaire du contact mobile de disjoncteur,
    • des moyens d'accouplement entre le contact mobile du sectionneur et la bielle,
    • des moyens pour faire varier la forme du losange dans le plan du disjoncteur et du sectionneur lors de son entraînement par la tige; le losange, la bielle d'entraînement, les moyens d'accouplement et les moyens de variation de forme du losange étant agencés entre eux pour permettre la translation non simultanée du sommet du losange solidaire du contact mobile du disjoncteur et du contact mobile du sectionneur accouplé avec la bielle.
  • La solution selon ce deuxième mode de réalisation permet de minimiser l'énergie de manoeuvre.
  • Selon une variante, les moyens d'accouplement comprennent une rainure solidaire de la bielle et ayant un profil non rectiligne, un galet solidaire du contact mobile du sectionneur et monté dans la rainure de la bielle, la rainure étant agencée pour permettre le coulissement du galet dans la rainure sur toute la course de la tige d'entraînement mais sa translation sur seulement une partie de cette course.
  • Pour permettre à la fois l'ouverture des contacts du disjoncteur avant celle des contacts du sectionneur et la fermeture des contacts du sectionneur avant celle des contacts du disjoncteur, le losange articulé et la bielle sont agencés entre eux tel que :
    • sur une première course de translation de la tige d'entrainement, le losange se déplace dans le sens de la tige d'entrainement en gardant une forme identique et le galet d'accouplement coulisse dans la rainure d'accouplement sans translation du contact mobile du sectionneur et,
    • sur une deuxième course de translation de la tige d'entrainement continue à la première course, le sommet du losange solidaire du contact mobile du disjoncteur reste immobile, tandis que sa forme varie et le galet d'accouplement coulisse dans la rainure d'accouplement avec translation du contact mobile du sectionneur.
  • Selon une autre variante, les moyens d'accouplement comprennent :
    • un axe fixé à la bielle,
    • un levier d'accouplement monté en rotation dans l'enveloppe métallique et comprenant une lumière ayant un profil non rectiligne dans laquelle l'axe fixé à la bielle est monté,
    • une biellette d'accouplement articulée entre le levier d'accouplement et le contact mobile du sectionneur; l'axe, le levier d'accouplement et la biellette d'accouplement étant agencés entre eux pour permettre le coulissement de l'axe dans la lumière sur toute la course d'entraînement de la tige mais le pivotement du levier sur seulement une partie de cette course. Un galet peut être monté sur l'axe afin d'avoir un accouplement avec roulement.
  • Selon une variante, les moyens pour faire varier la forme du losange comprennent :
    • deux rainures de guidage non rectilignes comprenant chacune une première portion droite et une deuxième portion droite en continuité de la première portion droite, les rainures étant agencées entre elles tel que les premières portions droites sont parallèles entre elles et les deuxièmes portions droites convergent l'une vers l'autre,
    • deux galets de guidage solidaires chacun d'un autre sommet du losange lui-même non solidaire des contacts mobiles du disjoncteur et du sectionneur et adaptés pour être montés chacun dans une des deux rainures de guidage non rectilignes, le losange et les rainures de guidage étant agencés entre eux tel que :
      • sur la première course de translation de la tige d'entrainement, les galets de guidage coulissent chacun dans les premières portions droites des rainures de guidage en maintenant la forme identique du losange,
      • sur la deuxième course de translation de la tige d'entrainement continue à la première course, les galets de guidage coulissent chacun dans les deuxièmes portions droites des rainures de guidage en faisant ainsi varier la forme du losange.
  • Selon une autre variante, les moyens pour faire varier la forme du losange comprennent :
    • une paroi fixée à l'intérieur de l'enveloppe métallique,
    • une barre creuse dont une extrémité est solidaire du contact mobile du disjoncteur et dont l'autre extrémité est munie à sa périphérie de trous débouchant dans lesquels sont montées des billes et est de forme adaptée pour être entourée par la paroi fixe,
    • une barre dont une extrémité est solidaire de la bielle d'entraînement et dont l'autre extrémité comprend des cavités formant calottes sphériques et est de forme adaptée pour être emboîtée en partie dans la barre creuse,
    • deux rainures de guidage rectilignes agencées entre elles en convergeant l'une vers l'autre;
    • deux galets de guidage solidaires chacun d'un autre sommet du losange lui-même non solidaire des contacts mobiles du disjoncteur et du sectionneur et adaptés pour être montés chacun dans une des deux rainures de guidage, le losange, la paroi fixe, les barres et les rainures de guidage étant agencés entre eux tel que :
      • sur la première course de translation de la tige d'entrainement, les barres sont solidaires entre elles par le blocage latéral des billes d'une part, par la paroi fixe et d'autre part, par les calottes sphériques, la forme du losange étant ainsi maintenue,
      • au début de la deuxième course de translation de la tige d'entrainement continue à la première course, les barres sont désolidarisées l'une de l'autre par le déblocage latéral des billes du côté de la paroi fixe.
      • sur la fin de la deuxième course, les galets de guidage coulissent chacun dans les rainures de guidage rectilignes et convergentes en faisant ainsi varier la forme du losange.
    BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée suivante, donnée à titre indicatif, et faite en référence aux dessins annexés.
  • La figure 1 est une vue en coupe d'un appareil de commutation selon un premier mode de réalisation de l'invention.
  • La figure 1A est une vue de détail montrant l'intérieur de l'enveloppe métallique dans laquelle sont logés une partie des moyens d'entrainement de l'appareil de commutation selon la figure 1.
  • La figure 2 est une vue de détail montrant une variante de réalisation d'une partie des moyens d'entraînement d'un appareil de commutation selon le premier mode de réalisation de l'invention.
  • Les figures 3A à 3D sont des vues en coupe montrant les différentes positions obtenues lors d'une séquence d'ouverture de commutation grâce aux moyens d'entrainement d'un appareil de commutation selon la figure 1.
  • La figure 4 est une vue schématique en perspective d'une variante de réalisation des moyens d'entraînement d'un appareil de commutation selon le premier mode de l'invention.
  • La figure 5 est une vue en coupe d'une autre variante de réalisation des moyens d'entraînement d'un appareil de commutation selon le premier mode de l'invention.
  • La figure 5A est une vue de détail montrant une variante de réalisation d'une partie des moyens d'entraînement d'un appareil de commutation selon la figure 5.
  • La figure 6 est une vue de face schématique d'un appareil de commutation selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • Les figures 7A à 7D sont des vues en coupe montrant les différentes positions obtenues lors d'une séquence d'ouverture de commutation grâce aux moyens d'entrainement d'un appareil de commutation selon la figure 6.
  • Les figures 8A et 8B sont deux vues de détail montrant deux positions différentes selon une variante de réalisation d'une partie des moyens d'entraînement d'un appareil de commutation selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • Les figures 9A à 9C sont des vues de détail en coupe montrant une variante de réalisation d'une autre partie des moyens d'entraînement d'un appareil de commutation selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • La figure 10 montre les courbes de séparation des contacts d'un sectionneur et d'un disjoncteur appartenant à un appareil de commutation selon les deux modes de réalisation de l'invention représentés aux figures 1 à 9.
  • La figure 11 montre les courses d'ouverture des contacts mobiles d'un sectionneur et d'un disjoncteur en fonction des temps de la figure 10.
    • EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
  • Les figures suivantes montrent un appareil de commutation A selon l'invention qui permet de réaliser les commutations d'un seul pôle. Il va de soi que l'agencement décrit ci-après d'un appareil de commutation peut être répété pour chaque pôle dans le cas d'une combinaison multipolaire.
  • Tel que schématisé sur la figure 1, l'appareil de commutation A comprend un disjoncteur 1 et un sectionneur 2 disposés de manière coplanaire. Ce disjoncteur 1 et ce sectionneur 2 sont solidaires d'une enveloppe métallique ou cuve 3 remplie d'air ici. Le disjoncteur 1 est disposé dans un cylindre isolant 10, le sectionneur 2 est disposé également dans un cylindre isolant 20 et la tige d'entraînement 4, est disposée dans un cylindre isolant 40. Dans les deux modes de réalisation illustrés, les cylindres isolants 10, 20 et 40 constituent un même volume fermé et rempli par un gaz à forte rigidité diélectrique. La nature et la pression du gaz sont donc les mêmes à l'intérieur de ces trois cylindres.
  • Le montage du cylindre isolant 10 du disjoncteur 1 sur l'enveloppe métallique 3 est réalisé de la manière suivante : l'enveloppe 3 est connectée, par l'intermédiaire d'un couvercle métallique 51, à une virole 5, connectée par l'intermédiaire d'un couvercle métallique 52 au cylindre 10 du disjoncteur 1, lui-même connecté à une première borne du réseau 53.
  • Le montage du cylindre isolant 20 du sectionneur 2 sur l'enveloppe métallique est réalisée de manière similaire : l'enveloppe 3 est connectée, par l'intermédiaire d'un couvercle métallique 61, à une virole 6, connectée par l'intermédiaire d'un couvercle métallique 62 au cylindre 20 sectionneur 2, lui-même connecté à une seconde borne du réseau 63.
  • Enfin, le montage du cylindre isolant 40 de la tige isolante d'entraînement 4 sur l'enveloppe métallique 3 est réalisé de manière similaire: l'enveloppe 3 est connectée, par l'intermédiaire d'un couvercle métallique 71, à une virole 7, elle-même connectée par l'intermédiaire d'un couvercle métallique 72 au cylindre 40 de l'entrainement 4.
  • A l'intérieur du cylindre 10 du disjoncteur 1 se trouve une chambre de coupure 100. Une telle chambre de coupure 100 comporte un premier contact fixe 11, relié à la borne 53 du réseau et un second contact 12, mobile longitudinalement selon un premier axe AA' par rapport au premier contact 11. Cette chambre de coupure 100 est connectée électriquement en série avec le sectionneur 2 par l'intermédiaire de l'enveloppe métallique 3.
  • Le sectionneur 2 comprend à l'intérieur de son cylindre isolant 20 également une chambre de coupure 200. Cette chambre de coupure 200 comporte un premier contact fixe 21, relié à la borne 63 du réseau et un second contact 22, mobile longitudinalement selon un second axe BB' par rapport au premier contact 21.
  • De préférence, les deux axes AA' et BB' sont à angle droit l'un par rapport à l'autre. Chacun des contacts mobiles 12,22, se termine par un arbre longitudinal 13, 23 (figure 1).
  • Les arbres 13, 23 prolongent les contacts mobiles 12, 22 et sont reliés à un ensemble mécanique 8, faisant partie des moyens d'entrainement.
  • Cet ensemble mécanique 8 des moyens d'entraînement communs peut être actionnée de l'extérieur de l'enveloppe 3, par une tige isolante 4 en translation longitudinale à l'axe AA'. Le déplacement longitudinal de la tige d'entraînement 4, selon l'axe AA', est transformé en rotation de l'axe 81.
  • En effet, une biellette 82 fixée en rotation par liaison pivot d'une part à la came 80 elle-même fixée en rotation par encastrement à l'axe 81 et d'autre part à la tige d'entraînement 4. La biellette 82 est de forme circulaire afin de ne pas entrer en contact avec l'axe 81 et autorise ainsi l'alignement de l'axe de translation de la bielle 4 avec celui AA' de translation du contact 11 de disjoncteur 1.
  • La came 80 en rotation transmet un déplacement longitudinal des arbres 13, 23, maintenus en contact avec le profil extérieur de la came 80 par l'intermédiaire des ressorts 14, 24 (figure 1A).
  • La came 80 à profil extérieur, engendre donc un effort de poussée des arbres 13, 23 et donc la fermeture des paires de contacts 11,12 et 21,22 respectivement selon l'axe AA' et BB'.
  • Les ressorts 14,24, quant à eux, engendrent un effort de poussée d'ouverture des paires de contacts 11,12 et 21,22, qui par opposition à celui engendré par le profil extérieur de la came 80 s'apparente à un effort de tirage des arbres 13, 23 toujours selon les mêmes axes AA' et BB'.
  • Le mouvement entre la came 80 et les arbres 13, 23, est transmis par contact direct, c'est à dire par frottement (figures 1, 1A), ou par contact indirect par l'intermédiaire d'un galet 130 monté en extrémité d'arbre 13 (figure 2). Le contact direct induit un couple résistant sur la came 80 dû au frottement entraînant alors une perte d'énergie dissipée sous forme de chaleur dans les deux pièces 13 ou 23 et 80 en contact alors que l'utilisation d'un galet 15 permet d'augmenter le rendement en réduisant les frottements par substitution du frottement de glissement en un frottement de roulement.
  • Les profils intérieurs P1, P2 (figure 5A) ou celui extérieur P (figure 1A) de la came 80 déterminent le mouvement de translation longitudinale et la levée des arbres 13, 23 ainsi que la durée d'ouverture (voir diagramme temporel en figure 6).
  • Afin d'optimiser le fonctionnement du disjoncteur 1, le mouvement du contact mobile 12 suit de préférence un diagramme temporel tel que représenté sur la figure 6.
  • Lors de l'actionnement à t0 de la commande pour interrompre le courant, l'entraînement de la bielle isolante 4 en translation selon l'axe AA' assure l'entraînement de la came 80 en rotation autour de son axe 81 perpendiculaire à la fois à l'axe AA' et à celui BB'.
  • La rotation de la came 80 entraîne l'arbre 13 en translation selon l'axe AA' jusqu'à l'ouverture complète des contacts 11 et 12 du disjoncteur 1 (figures 3A et 3B) .La première partie de la rotation θ permet de séparer les contacts 11, 12 au bout du temps t0, la deuxième partie de la rotation permet l'extinction de l'arc électrique et la séparation complète des contacts 11, 12 au bout du temps t1. Pendant cette rotation l'arbre 23, lié au sectionneur, est en contact avec une partie du profil de la came 80 formant un arc de cercle centré sur l'axe rotation 81 laissant ainsi le sectionneur en position fermée.
  • Par ailleurs, afin de ne pas solliciter le sectionneur 2 à des contraintes autres que celles qui lui sont appliquées lors d'une exploitation normale sur un réseau électrique, les moyens d'entraînement 4, 8, 80, 81, 82 permettent d'ouvrir les contacts 21, 22 du sectionneur 2 après l'ouverture complète du disjoncteur 1 et en laissant un temps mort entre l'ouverture complète de ses contacts et le début du mouvement du sectionneur 2 .
  • Une rotation complémentaire d'un angle θ1 (figure 3C), pendant laquelle les arbres 13 et 23 restent tous les deux sur un profil de la came 80 en arc de cercle centré sur l'axe de rotation 81, permet au disjoncteur 1 de rester en position ouverte et au sectionneur 2 en position fermée.
  • L'ouverture du sectionneur s'effectue en continuant la rotation de la came 80 d'un angle complémentaire θ2 (figure 3D). Pendant cette rotation, l'arbre 13 reste en contact avec un profil de la came 80 en arc de cercle centré sur l'axe de rotation 81, ce qui laisse le disjoncteur 1 en position ouverte et l'arbre 23 suit un profil adapté permettant l'ouverture progressive du sectionneur jusqu'à l'ouverture des contacts 21,22 au bout du temps t3 et sa mise en position ouverte en fin de rotation au bout du temps t4.
  • De manière analogue, lors de la remise en service du réseau et donc lors de la fermeture des contacts 11,12 et 21,22, la translation de la tige d'entraînement 4, dans la direction opposée à la première, entraîne la came 80 en rotation dans un sens opposé au premier.
  • La rotation de la came 80 d'un angle θ2 entraîne l'arbre 23 en translation selon l'axe BB' jusqu'à la fermeture complète des contacts 21, 22 du sectionneur 2. Puis, la rotation de la came 80 se poursuit sur un angle θ1 laissant le sectionneur 2 en position fermée et le disjoncteur 1 en position ouverte. La rotation complémentaire de la came 80 selon l'angle θ assure la fermeture complète du disjoncteur 1.
  • Selon une variante de réalisation du premier mode illustré aux figure 1, 1A, 2 et 3A à 3D, une seule came 80 permet de réaliser les lois de levée des arbres 13,23 et donc des paires de contacts 11,12 et 21,22.
  • La came 80 possède alors un profil extérieur particulier P permettant l'ouverture des contacts 11,12 du disjoncteur 1 sur θ° de rotation, par le biais de la poussée du ressort 14 sur l'arbre 13, tandis que l'arbre 23 est au repos et que par conséquent les contacts 21,22 restent fermés (figure 3A et 3B).
  • Puis, sur θ1° de rotation supplémentaire de la came 80, les arbres 13, 23 sont tous deux au repos laissant les contacts 11,12 du disjoncteur ouverts et les contacts 21,22 du sectionneur fermés (figure 3C).
  • Enfin, sur θ2° encore de rotation supplémentaire de la came 80, l'arbre 13 reste au repos laissant les contacts 11,12 du disjoncteur ouverts tandis que les contacts 21,22 du sectionneur s'ouvrent par le biais de la poussée du ressort 24 sur l'arbre 23 (figures 3D).
  • L'ouverture des contacts 11,12 et celle des contacts 21,22 s'effectue donc, dans le mode de réalisation représenté aux figures 1,1A, 2 et 3A à 3D, sur θ + θ1 + θ2°de rotation de la came 80.
  • La fermeture des paires de contacts 11,12 et 21,22 s'effectue de manière analogue sur θ2° de rotation inverse de la came 80, le profil extérieur de ladite came 80 engendre une poussée sur l'arbre 23, comprimant ainsi le ressort 24 tout en fermant les contacts 21,22 du sectionneur 2 tandis que l'arbre 13 reste au repos, laissant les contacts 11,12 du disjoncteur 1 ouverts.
  • Sur θ1°de rotation inverse de la came 80, les arbres 13,23 restent au repos, laissant les contacts 21,22 du sectionneur 2 fermés et les contacts 11,12 du disjoncteur 1 ouverts.
  • Enfin, sur θ ° de rotation inverse de la came 80, l'arbre 23 reste au repos laissant fermés les contacts 21,22 du sectionneur 2 tandis que le profil extérieur de la came 80 engendre une poussée sur l'arbre 13, comprimant ainsi le ressort 14 tout en fermant les contacts 11,12 du disjoncteur 1.
  • La fermeture des contacts 11,12 et 21,22 s'effectue donc elle aussi sur θ + θ1 + θ2° de rotation inverse de la came 80.
  • Selon une variante du premier mode de réalisation représenté aux figures 5 et 5A, il est possible de n'utiliser qu'une seule came particulière 80' à double profil intérieur P1, P2.
  • Selon cette variante, on s'affranchit non seulement du besoin des ressorts 14 et 24 pour le maintient des arbres 13, 23 en appui avec la came 80 mais encore de l'énergie nécessaire à la compression de ces mêmes ressorts, lors de la fermeture des paires de contacts 11,12 et 21,22.
  • En effet, cette came 80' possède non seulement un profil intérieur P1 exerçant un effort de poussée lors de la fermeture des paires de contact 11,12 et 21,22, mais encore un profil intérieur P2 homothétique à P1 et exerçant un effort de tirage lors de l'ouverture de ces paires de contact 11,12 et 21,22. Dans ce mode de réalisation, les arbres 13 et 23 ont donc la même particularité géométrique, à savoir que leur extrémité en appui avec la came 80' est en forme de fourche (repère 13F pour la fourche de l'arbre 13 sur la figure 5)afin de se lier à cette dernière par un pion 83 de sorte à être guidée entre le profil intérieur P1 et le profil intérieur P2.
  • Dans cette variante de réalisation du premier mode (figures 5 et 5A), la transmission du mouvement entre la came 80' et les arbres 13 et 23 s'effectue donc par l'appui par frottement du pion 83 entre les profils P1 et P2. La nature de cet appui est donc prépondérante dans le rendement de ce mécanisme.
  • Selon une autre variante de réalisation du premier mode de réalisation, deux types de cames 80'' et 80''' solidaires du même axe de rotation 81, comme schématisé sur la figure 4, permettent la réalisation des lois de levée des arbres 13 et 23.
  • Un premier type de came 80" réalise la loi de levée de l'arbre 23 et donc des contacts 21,22 tandis qu'un second type de came 80''' réalise la loi de levée de l'arbre 13 et donc des contacts 11,12. Pour ce faire, deux cames 80''' du second type, placées de part et d'autre du premier type de came 80'', sont en appui avec un suiveur 130 solidaire de l'arbre 13, en forme de fourche et en translation selon AA', tandis que le premier type de came 80" est en appui avec un arbre suiveur 230 solidaire de l'arbre 23 et en translation selon BB'. Compte tenu des efforts à déployer pour manoeuvrer le disjoncteur 1, il est préférable de manoeuvrer le disjoncteur 1 par les 2 cames 80''' et le sectionneur par 80''.
  • La came 80''' a un profil déterminé pour provoquer l'ouverture du disjoncteur 1 sur un angle de rotation θ. Sur la rotation complémentaire θ1 puis θ2 le disjoncteur 1 reste en position ouverte.
  • La came 80'' a un profil déterminé pour maintenir le sectionneur 2 en position fermée sur la rotation θ puis sur θ1 et, pour ouvrir les contacts 21, 22 du sectionneur 2 sur une rotation complémentaire θ2.
  • Les deux types de cames 80'' et 80''' sont assemblés sur le même axe 81. La rotation dans le sens inverse entraine la fermeture du sectionneur 2 puis la fermeture du disjoncteur 1.
  • Le deuxième mode de réalisation de l'invention illustré aux figures 6 à 9 va maintenant être expliqué.
  • Par souci de clarté, le disjoncteur et le sectionneur et leurs contacts associés ont les mêmes références que dans le premier mode.
  • Le deuxième mode de réalisation est basé sur l'utilisation d'un losange déformable 9 et d'une bielle 90 solidaire de la tige d'entraînement 4 et accouplée au contact mobile 22 du sectionneur 2.
  • L'ensemble mécanique ainsi prévu (losange déformable 9 et bielle d'entraînement 90) permet de transmettre le mouvement de la tige d'entrainement 4 au disjoncteur 1. Le losange 9 garde ainsi une forme fixe pendant toute la course servant à l'ouverture du disjoncteur 1 (figures 7A et 7B), puis il se déforme afin que, sur le reste de la course d'entraînement, le disjoncteur 1 reste en position complètement ouverte (figures 7C et 7D) et permette ainsi l'ouverture du sectionneur 2 (figure 7D).
  • L'ensemble mécanique comprend tout d'abord un losange 9 formé par quatre biellettes 92, 93, 94, 95 de longueur figée et articulées entre elles. L'un des sommets 9i est relié à un arbre 13 solidaire du contact mobile 12 du disjoncteur 1. Le sommet 9j opposé au sommet 9i est relié à une extrémité 901 de la bielle 90 dont l'autre extrémité 902 est accouplée directement à la tige d'entrainement 4 de manoeuvre. A chacun de ces deux autres sommets 9k, 91 du losange 9, sont solidarisés des galets de guidage 96, 97. Les liaisons articulées des biellettes 92, 93, 94, 95 aux quatre sommets 9i, 9j, 9k ,91 du losange 9 permettent un débattement en rotation.
  • L'ensemble mécanique comporte également deux rainures de guidage 960, 970 identiques réalisées à l'intérieur de l'enveloppe métallique non représentée mais analogue à l'enveloppe métallique 3.
  • La bielle d'entraînement 90 comporte une rainure 900 dont le profil n'est pas rectiligne et change à une certaine hauteur sur la bielle 90.
  • Un galet 98 est monté dans la rainure 900 de la bielle 90 et roule dans celle-ci. Le galet d'accouplement 98 est monté à l'extrémité d'un arbre 23 solidaire du contact mobile 22 du sectionneur.
  • Lors de l'opération d'ouverture, dans la première phase, le disjoncteur 1 et le sectionneur 2 sont en position fermée (figure 7A). En actionnant l'unique tige isolante d'entrainement 4, c'est-à-dire en la translatant à la verticale vers le bas la bielle d'entraînement 90 descend, et le galet d'accouplement 98 reste sur une portion droite de la rainure 900, laissant ainsi le sectionneur 2 en position fermée. La bielle d'entraînement 90 entraine le losange 9 vers le bas (figure 7B).
  • Des rainures de guidage non rectilignes 960, 970 sont agencées entre elles avec leurs portions droites 960d, 970d parallèles entre elles. Du fait de cet agencement, la distance entre les galets 96 et 97 reste constante et le losange 9 reste indéformable au cours de cette première phase (figure 7A). En d'autres termes, le déplacement du sommet inférieur 9j est identique à celui du sommet supérieur 9i du losange 9. L'arbre 13 de contact mobile 12 du disjoncteur 1 effectue donc, par liaison rigide du losange indéformable 9, un déplacement identique à celui de la bielle d'entraînement 90.
  • Le mouvement se poursuit jusqu'à ce que le disjoncteur 1 soit en position complètement ouverte (figue 7B). A ce moment, les galets de guidage 96 et 97 sont chacun dans une zone de la rainure de guidage associée 960, 970 dans laquelle elle change d'orientation pour prendre un angle de convergence entre elles, typiquement de l'ordre de 45°. A ce moment également, le galet d'accouplement 98 est encore en contact avec le profil droit inférieur de la rainure 900.
  • Le mouvement de la tige d'entrainement 4 se continue alors vers la bas, ce qui déforme le losange 9 sous l'action des galets 96 et 97 qui se rapprochent puisque coulissant dans la portion des rainures droite mais inclinée 960di, 970di en convergence chacune vers l'autre. L'angle d'inclinaison α des portions inclinées 960di, 970di est avantageusement calculé pour que le sommet supérieur 9i reste en position fixe alors que le sommet inferieur 9j continue sa course vers le bas). Ainsi, les contacts 11, 12 du disjoncteur 1 restent en position ouverte (figure 7C).
  • Immédiatement après que les galets de guidage 96 et 97 se soient rapprochés, typiquement dans un temps de l'ordre de 10...ms, le galet d'accouplement 98 suit le profil droit et incliné 900di de la rainure 900, ce qui permet l'ouverture progressive des contacts 21 ,22 du sectionneur 2 sans que les contacts 11, 12 du disjoncteur 1 ne se déplacent (figures 7C et 7D). En fin de course de la tige d'entrainement 4, le sectionneur 2 et le disjoncteur 1 sont tous les deux en position ouverte (figure 7D).
  • Lors de l'opération de fermeture, les opérations se réalisent dans le sens inverse. Dans un premier temps, on ferme le sectionneur 2 (figure 7C) puis, lorsque le sectionneur 2 est fermé (figure 7B), la course de la tige d'entrainement 4 se poursuit pour fermer le disjoncteur 1 (figure 7A).
  • Le changement de direction des rainures de guidage 960 et 970, de la position verticale 960d, 970d, à la position inclinée et convergente 960di, 970di, typiquement selon un angle de 45° par rapport aux portions 906d, 970d peut se faire avantageusement de manière progressive afin que le déplacement en fin de course d'ouverture du disjoncteur 1 soit suffisamment amorti. Cela étant, dans la construction des rainures de guidage 960, 970, il se peut que le changement de direction entraîne également un léger rebondissement en fin de course de l'ordre de quelques mm (inférieur à 10 mm) des contacts 11, 12 du disjoncteur 1, rebondissement qui, de toute façon, reste compatible avec les performances en coupure et diélectrique du disjoncteur 1.
  • Dans la description ci-dessus le galet d'accouplement 98 est directement lié à la tige 23 de manoeuvre du sectionneur, il effectue donc une course identique lors de l'ouverture et la fermeture du sectionneur 2. La longueur de cette course est donnée par la combinaison de la course de la bielle 90 et de la pente de la rainure 900 (angle entre la portion 900d et la portion inclinée 900di).
  • Afin de réduire la course nécessaire pour ouvrir le sectionneur 2, il est possible de remplacer avantageusement le galet 98 solidaire de l'arbre 23 du contact mobile 22 de sectionneur 2 et la rainure 900 solidaire de la bielle 9 dans laquelle il coulisse.
  • Ce remplacement consiste à prévoir un axe 98' fixé à la bielle d'entraînement 90 et un levier 99' monté en rotation autour d'un point fixe 30 de l'enveloppe métallique et articulé par une biellette d'accouplement 99'' à l'arbre mobile 23 du sectionneur 2, comme montré sur la figure 8.
  • Le levier 99' est monté en rotation comporte une lumière 990' dans laquelle l'axe 98' est monté.
  • Pendant toute la phase d'ouverture du disjoncteur 1 (correspondant à la partie supérieure des figures 7A et 7B), l'axe 98' glisse dans la lumière 990' orientée à la verticale, ce qui n'entraine pas le déplacement de la biellette d'accouplement 99" et donc la translation du contact mobile 22 du sectionneur 2 (figure 8A).
  • Dans une deuxième phase d'ouverture du sectionneur 2 (correspondant à la partie droite des figures 7C et 7D), l'axe 98' vient en appui contre la lumière dans une zone dans laquelle elle change de profil, ce qui fait pivoter le levier 99' autour du point de rotation 30 (figure 8B).
  • Ainsi, le sectionneur 2 s'ouvre par le déplacement en translation de la bielle 2, pivotement du levier 99' et de la biellette 99''. Le rapport de longueur L2/L1 (c'est-à-dire le rapport entre la distance séparant le point de rotation 30 du levier et le point d'articulation de la biellette 99''et la distance séparant le point de rotation 30 du levier et l'axe 98' solidaire de la bielle 90) est adapté pour que le contact mobile 22 du sectionneur 2 soit déplacé sur une course de déplacement de la bielle 90 réduite (figure 8).
  • Lors de la manoeuvre du disjoncteur 1 par l'intermédiaire de la bielle 90, les efforts de manoeuvres qui s'appliquent (efforts cinétiques, efforts de pression, frottements) se traduisent au niveau du losange 9 qui transmet le mouvement, tel que représenté aux figures 7 à 7D, par un effort de pression des galets 96 et 97 dans les rainures de guidage associées 960, 970. Ces efforts de pression génèrent des efforts de roulement et frottement additionnels qui peuvent être importants.
  • Afin de réduire les effets tout en permettant de faire varier la forme du losange, il peut être envisagé de rajouter un dispositif de liaison entre le sommet supérieur 9i et inférieur 9j du losange 9. Ce dispositif de liaison complémentaire a pour fonction de rendre solidaire l'arbre 13 et la bielle d'entraînement 90 pendant toute la phase d'ouverture du disjoncteur et pour les désolidariser l'un de l'autre pour permettre au losange 9 de se déformer pendant toute la phase d'ouverture du sectionneur 2. Il est également envisagé en combinaison avec ce dispositif de liaison complémentaire, de raccourcir les rainures de guidage 960, 970 afin que les galets 96 et 97 coulissent et n'exercent qu'un effort de pression à l'intérieur de celles-ci seulement pendant la phase de fermeture du sectionneur 2.
  • Cette variante de réalisation du dispositif de liaison complémentaire et des rainures de guidage raccourcies est montrée sur les figures 9A à 9C.
  • Une barre creuse 131 est prévue avec une extrémité 1310 solidaire de l'arbre 13 du contact mobile 12 et l'autre extrémité 1311 est munie à sa périphérie de trous 1312 débouchant dans lesquels sont montées des billes 1313. Le nombre de trous 1312 dépend de l'effort à transmettre entre la barre creuse 131 et la bielle 90.
  • Une autre barre 90' a une extrémité 900' solidaire de la bielle d'entraînement 90 et une autre extrémité 901' qui a une forme adaptée pour être emboitée en partie dans la barre creuse 131 et est prévue avec des cavités formant calottes sphériques 9010'.
  • En position fermée du disjoncteur 1 (figure 9A), la partie 901' de la barre 90' est emboîtée dans la barre creuse 131 et vient en butée contre un épaulement 9011' pratiqué à l'extrémité 901' de la barre 90'.
  • Une paroi 31 est fixée à l'intérieur de l'enveloppe métallique et dont l'agencement permet tout d'abord d'obstruer les trous 1312 sur une partie de la course de la tige d'entraînement 4, et donc le blocage latéral des billes 1313 d'une part par la paroi fixe 31 et d'autre part par les calottes sphériques 9010' (figure 9A). La barre 131 et la barre 90' sont donc solidaires en translation vers le bas et la forme du losange 9 est verrouillée.
  • La paroi 31 comporte un évidement 310 formant un dégagement agencé de telle sorte qu'en fin d'ouverture du disjoncteur 1, les billes 1313 se retrouvent en regard du dégagement 310 et, les efforts de pression exercés par les calottes sphériques 9010' chassent les billes en direction de ce dégagement, selon la flèche de la figure 9B. La barre 90' et donc la bielle 90 sont donc désolidarisées de l'arbre 13, tout en restant relié par l'intermédiaire du losange 9, ce qui permet de continuer la manoeuvre du sectionneur 2 tout en maintenant immobile le disjoncteur 1 (figure 9C). Pendant cette manoeuvre du sectionneur 2, les galets de guidage rentrent puis coulissent dans les rainures raccourcies, inclinées et convergentes l'une vers l'autre, ce qui rapprochent lesdits galets et déforme le losange 9.
  • Les figures 10 et 11 illustrent les séquences d'ouverture et de fermeture suivies par les contacts du sectionneur et du disjoncteur des appareils de commutation selon les deux modes de réalisation précédemment détaillés.
  • Sur la figure 10, l'instant t0 représente l'ordre d'ouverture donné à la commande du disjoncteur relié à la tige d'entrainement 4. Au bout du temps t0, typiquement de l'ordre de 17 à 30 ms, les contacts 11, 12 du disjoncteur 1 se séparent.
  • L'ouverture complète du disjoncteur 1 se produit au bout du temps t1 (correspondant à la rotation de l'angle θ du premier mode de réalisation). Pendant un temps donné (t2-t1) le disjoncteur 1 et le sectionneur 2 restent immobiles (correspondant à la rotation d'un angle θ1 du premier mode de réalisation).
  • Au bout du temps t2, (correspondant à la fin de la rotation d'angle θ1 du premier mode de réalisation), le sectionneur 2 débute sa course d'ouverture.
  • Au bout du temps t3 les contacts 21, 22 du sectionneur 2 s'ouvrent et celui-ci se retrouve en position complètement ouverte au bout du temps t4 (correspondant à la rotation de la came de l'angle complémentaire θ2 dans le premier mode de réalisation).
  • Sur la figure 11, la course totale d'ouverture d du contact mobile 12 du disjoncteur 1 (courbe en continu) est représentée comme étant supérieure à celle du contact 22 du sectionneur 2 (courbe en pointillés) d'un rapport supérieur à 1, typiquement égal à 80mm/60mm.
  • Il est tout à fait envisageable, dans le cadre de l'invention, de modifier, selon le premier mode de réalisation, le profil extérieur P et/ou les profils intérieurs P1, P2 des cames ou, selon le deuxième mode de réalisation, les dimensions du losange et son agencement avec la bielle d'entraînement, des moyens d'accouplement et des moyens de variation de forme du losange pour obtenir :
    • d'une part, une durée totale d'ouverture du contact mobile 12 du disjoncteur 1 différente de celle du contact mobile 22 du sectionneur 2,
    • d'autre part, une course totale du contact mobile 12 du disjoncteur 1 dans un rapport différent par rapport à celle du contact mobile 22 du sectionneur 2.
  • Selon le deuxième mode de réalisation et selon la variante de solidarisation par barres, la barre 131 représentée est solidaire de l'arbre 13 et la barre 90' est solidaire de la bielle d'accouplement 90. Il est tout à fait envisageable, dans le cadre de l'invention, d'avoir la barre 131 et l'arbre 13 réalisées dans une même pièce. De même, il est tout à fait envisageable d'avoir la barre 90' et la bielle d'accouplement 90 réalisées également dans une même pièce.
  • Selon les deux modes de réalisation illustrés, l'invention permet d'avoir des moyens d'entraînement communs à un disjoncteur 1 et un sectionneur 2 agencés à 90° l'un de l'autre dans un même appareil de commutation. Selon l'invention, l'agencement des moyens d'entraînement communs à l'intersection de l'axe de translation des contacts et à l'intérieur de la même enveloppe métallique 3 permet de conserver un encombrement compact pour l'appareil de commutation.
  • Il est également tout à fait envisageable, dans le cadre de l'invention, de prévoir un agencement du sectionneur par rapport au disjoncteur à un angle différent de 90° de l'un par rapport à l'autre, les moyens d'entraînement communs restant agencés à l'intersection des axes de translation des contacts et à l'intérieur d'une même enveloppe métallique.

Claims (18)

  1. Appareil de commutation (A) comprenant un disjoncteur (1) et un sectionneur (2) disposés dans un plan et fixés à une enveloppe métallique (3), le disjoncteur (1) et le sectionneur (2) comprenant chacun une paire de contacts (11,12 ;21,22) comprenant un contact fixe (11;21) et un contact mobile (12;22) en translation de sorte à se séparer mutuellement lors d'une commutation, appareil (A) comprenant en outre des moyens d'entraînement (4, 8, 80, 81, 82, 9, 90) communs au disjoncteur (1) et au sectionneur (2) comprenant :
    - une unique tige isolante d'entraînement (4) adaptée pour avoir un mouvement de translation dans le même plan que celui de translation des contacts mobiles (12 ; 22),
    - un ensemble mécanique (80, 80', 80'', 80''', 9, 90) monté dans l'enveloppe métallique (3) et dont au moins une partie est entraînée par l'unique tige isolante d'entraînement (4) en permettant la translation non simultanée des deux contacts mobiles (12 ; 22).
  2. Appareil de commutation (A) selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble mécanique comprend :
    - au moins une came (80,80',80'',80''') montée en rotation dans l'enveloppe métallique (3), la(les) came(s) (80,80',80'',80''') présentant un profil extérieur (P) et/ou des profils intérieurs (P1, P2) permettant la translation non simultanée des deux contacts mobiles (12 ; 22) en appui contre ou dans la(les) came(s) (80,80',80'',80'''),
    - des moyens de rappel (14, 24, 83) logés dans l'enveloppe métallique (3) et adaptés pour maintenir en appui chacun des deux contacts mobiles (12, 22) contre le profil extérieur et/ou dans les profils intérieurs de la (es) came(s) (80,80',80'',80''') quelle que soit sa (leur) position de rotation.
  3. Appareil de commutation (A) selon la revendication 2, dans lequel le profil extérieur (P) et/ou les profils intérieurs (P1, P2) de la (des) came(s) permet(tent) à la fois l'ouverture des contacts (11,12) du disjoncteur (1) avant celle des contacts (21,22) du sectionneur (2) et la fermeture des contacts (21,22) du sectionneur (2) avant celle des contacts (11,12) du disjoncteur (1).
  4. Appareil de commutation (A) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la came (80,80',80'',80''') est reliée à la tige d'entraînement (4) par l'intermédiaire d'une biellette (82) de forme incurvée permettant le contournement de l'axe de rotation (81) de la came.
  5. Appareil de commutation (A) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel au moins un contact mobile (12,22) comporte un arbre (13,23) muni d'un épaulement à son extrémité logée dans l'enveloppe métallique (3), les moyens de rappel comprenant au moins un ressort de compression (14,24) coaxial à l'arbre (13,23) et en appui d'une part contre l'épaulement et d'autre part contre une partie de l'enveloppe métallique la séparant du sectionneur (2) ou disjoncteur (1) et à travers laquelle passe l'arbre (13,23).
  6. Appareil de commutation (A) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel au moins un contact mobile (12) comporte un arbre (13) muni à son extrémité d'une fourche (16) logée dans l'enveloppe métallique, les moyens de rappel comprenant au moins un pion (83) fixé intérieurement à l'une des branches de la fourche (16) et logé dans une rainure (P1,P2) pratiquée à la périphérie intérieure de la came (80').
  7. Appareil de commutation (A) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel une seule came (80) est montée en rotation dans l'enveloppe métallique (3) et est entraînée par la tige d'entraînement (4).
  8. Appareil de commutation (A) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel trois cames (80'',80''') dont deux (80''') au profil extérieur identique sont montées en rotation dans l'enveloppe métallique (3) sur le même axe (81) et une seule came est entraînée par la tige d'entraînement, au moins un contact mobile (22) comportant un arbre (23) muni à son extrémité d'une fourche (230) logée dans l'enveloppe métallique (3) et dont chacune des branches est en appui contre une des deux cames (80") au profil extérieur identique.
  9. Appareil de commutation (A) selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel le profil extérieur (P) de la came (80,80'',80''') comprend deux courbes continues, telles que lorsque les deux contacts mobiles (12,22) sont en appui conjointement sur l'une des deux courbes, seul le contact mobile (12) de disjoncteur (1) a un mouvement de translation et lorsque la came a atteint une position de rotation donnée l'un (22) des deux contacts mobiles vient en appui sur l'autre des deux courbes.
  10. Appareil de commutation (A) selon la revendication 9, dans lequel, lorsque la came a atteint une position de rotation supérieure à 90° par rapport à la position initiale dans laquelle les deux contacts (11,12 ; 21,22) sont fermés, le contact mobile (12) de disjoncteur (1) est en appui sur l'une des courbes tandis que le contact mobile (22) de sectionneur (2) est en appui sur l'autre des courbes.
  11. Appareil de commutation (A) selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, dans lequel au moins un contact mobile (12) est constitué par un arbre (13) à l'extrémité duquel est monté un galet (15) de sorte à avoir un appui roulant contre le profil extérieur (P) de la came (80).
  12. Appareil de commutation (A) selon la revendication 1, dans lequel l'ensemble mécanique d'entraînement comprend :
    - quatre biellettes (92, 93, 94, 95) de longueur figée articulées entre elles en formant un losange (9), un des sommets (9i) du losange étant solidaire du contact mobile (12) du disjoncteur (1);
    - une bielle d'entrainement (90) ayant une extrémité (902) solidaire de la tige isolante d'entrainement (4) et une autre extrémité (901) solidaire du sommet du losange opposé (9j) à celui solidaire du contact mobile de disjoncteur,
    - des moyens d'accouplement (98, 900; 98', 99', 990', 99'') entre le contact mobile (22) du sectionneur (2) et la bielle (90),
    - des moyens (91, 96, 97, 960, 970) pour faire varier la forme du losange (9) dans le plan du disjoncteur (1) et du sectionneur (2) lors de son entraînement par la tige (4); le losange, la bielle d'entraînement, les moyens d'accouplement et les moyens de variation de forme du losange étant agencés entre eux pour permettre la translation non simultanée du sommet (9i) du losange solidaire du contact mobile (12) du disjoncteur et du contact mobile (22) du sectionneur accouplé avec la bielle (90).
  13. Appareil de commutation (A) selon la revendication 12, dans lequel les moyens d'accouplement comprennent une rainure (900) solidaire de la bielle (90) et ayant un profil non rectiligne, un galet (98) solidaire du contact mobile (22) du sectionneur (2) et monté dans la rainure (900) de la bielle, la rainure étant agencée pour permettre le coulissement du galet dans la rainure sur toute la course de la tige d'entraînement mais sa translation sur seulement une partie de cette course.
  14. Appareil de commutation selon la revendication 13, dans lequel, pour permettre à la fois l'ouverture des contacts (11,12) du disjoncteur (1) avant celle des contacts (21,22) du sectionneur (2) et la fermeture des contacts (21,22) du sectionneur (2) avant celle des contacts (11,12) du disjoncteur (1), le losange articulé et la bielle sont agencés entre eux tel que :
    - sur une première course de translation de la tige d'entrainement, le losange (9) se déplace dans le sens de la tige d'entrainement en gardant une forme identique et le galet d'accouplement (98) coulisse dans la rainure d'accouplement (900) sans translation du contact mobile du sectionneur et,
    - sur une deuxième course de translation de la tige d'entrainement continue à la première course, le sommet (9i) du losange (9) solidaire du contact mobile (12) du disjoncteur reste immobile, tandis que sa forme varie et le galet d'accouplement (98) coulisse dans la rainure d'accouplement (900) avec translation du contact mobile (22) du sectionneur.
  15. Appareil de commutation (A) selon la revendication 12, dans lequel les moyens d'accouplement comprennent :
    - un axe (98') fixé à la bielle (90),
    - un levier d'accouplement (99') monté en rotation dans l'enveloppe métallique comprenant une lumière (990') ayant un profil non rectiligne dans laquelle l'axe fixé à la bielle est monté,
    - une biellette d'accouplement (99'') articulée entre le levier d'accouplement (99') et le contact mobile (22) du sectionneur; l'axe, le levier d'accouplement et la biellette d'accouplement étant agencés entre eux pour permettre le coulissement de l'axe (98') dans la lumière (990') sur toute la course d'entraînement de la tige mais le pivotement du levier (99') sur seulement une partie de cette course.
  16. Appareil de commutation (A) selon l'une des revendications 12 à 15, dans lequel un galet est monté sur l'axe (98') fixé à la bielle (90) afin d'avoir un accouplement avec roulement.
  17. Appareil de commutation (A) selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, dans lequel les moyens pour faire varier la forme du losange comprennent :
    - deux rainures de guidage (960, 970) non rectilignes comprenant chacune une première portion droite (960d, 970d) et une deuxième portion droite (960di, 970di) en continuité de la première portion droite, les rainures étant agencées entre elles tel que les premières portions droites (960d, 970d) sont parallèles entre elles et les deuxièmes portions droites (960di, 970di) convergent l'une vers l'autre,
    - deux galets de guidage (96, 97) solidaires chacun d'un autre sommet (9k, 91) du losange (9) lui-même non solidaire des contacts mobiles (12, 22) du disjoncteur et du sectionneur et adaptés pour être montés chacun dans une des deux rainures de guidage non rectilignes (960, 970), le losange et les rainures de guidage étant agencés entre eux tel que :
    • sur la première course de translation de la tige d'entrainement, les galets de guidage (96, 97) coulissent chacun dans les premières portions droites (960d, 970d) des rainures de guidage en maintenant la forme identique du losange,
    • sur la deuxième course de translation de la tige d'entrainement continue à la première course, les galets de guidage (96, 97) coulissent chacun dans les deuxièmes portions droites (960d, 970d) des rainures de guidage (960, 970) en faisant ainsi varier la forme du losange.
  18. Appareil de commutation (A) selon l'une des revendications 12 à 16, dans lequel les moyens pour faire varier la forme du losange (9) comprennent :
    - une paroi (31) fixée à l'intérieur de l'enveloppe métallique (3),
    - une barre creuse (131) dont une extrémité (1310) est solidaire du contact mobile (12) du disjoncteur et dont l'autre extrémité (1311) est munie à sa périphérie de trous (1312) débouchant dans lesquels sont montées des billes (1313) et est de forme adaptée pour être entourée par la paroi fixe (31),
    - une barre (90') dont une extrémité (900') est solidaire de la bielle d'entraînement (90) et dont l'autre extrémité (901') comprend des cavités (9010') formant calottes sphériques et est de forme adaptée pour être emboîtée en partie dans la barre creuse (131),
    - deux rainures de guidage (rectilignes agencées entre elles en convergeant l'une vers l'autre;
    - deux galets de guidage solidaires chacun d'un autre sommet du losange lui-même non solidaire des contacts mobiles du disjoncteur et du sectionneur et adaptés pour être montés chacun dans une des deux rainures de guidage, le losange, la paroi fixe (31), les barres (131, 90') et les rainures de guidage étant agencés entre eux tel que :
    • sur la première course de translation de la tige d'entrainement, les barres (131, 90') sont solidaires entre elles par le blocage latéral des billes (1313) d'une part, par la paroi fixe (31) et d'autre part, par les calottes sphériques (9010'), la forme du losange (9) étant ainsi maintenue,
    • au début de la deuxième course de translation de la tige d'entraînement continue à la première course, les barres (131, 90') sont désolidarisées l'une de l'autre par le déblocage latéral des billes (1313) du côté (310) de la paroi fixe (31),sur la fin de la deuxième course, les galets de guidage coulissent chacun dans les rainures de guidage rectilignes et convergentes en faisant ainsi varier la forme du losange (9).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014198290A1 (fr) * 2013-06-10 2014-12-18 Abb Technology Ag Dispositif de commutation haute tension
FR3069097A1 (fr) * 2017-07-13 2019-01-18 STMicroelectronics (Grand Ouest) SAS Dispositif de relais electrique

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009024938A1 (de) * 2009-06-09 2010-12-16 Siemens Aktiengesellschaft Schaltgeräteanordnung
CN101996789B (zh) * 2009-08-28 2013-10-23 西门子公司 弹簧操作装置及其安装方法与开关装置
KR101145085B1 (ko) * 2011-01-18 2012-05-11 현대중공업 주식회사 가스 절연 개폐장치
CN103814490B (zh) * 2011-09-20 2017-03-08 三菱电机株式会社 断路器
DE102018214493A1 (de) * 2018-08-28 2020-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Mittel- oder Hochspannungs-Schalter und dessen Verwendung
DE102018215507A1 (de) * 2018-09-12 2020-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsschalter
US11761995B2 (en) * 2019-04-29 2023-09-19 Hitachi Energy Switzerland Ag Test system for an intelligent electronic device in an electric sub-station
US10872739B2 (en) * 2019-05-24 2020-12-22 Frank P Stacom Methods and systems for DC current interrupter based on thermionic arc extinction via anode ion depletion
US11017967B2 (en) * 2019-06-27 2021-05-25 EMA Electromechanics, Inc. Distribution grounding switch to support distributed energy resources
US10784063B1 (en) * 2019-06-27 2020-09-22 EMA Electromechanics, Inc. Air insulated grounding switch
CN114402409B (zh) * 2020-02-07 2024-07-16 Abb瑞士股份有限公司 用于开关设备的隔离开关
CN112002599A (zh) * 2020-09-10 2020-11-27 合肥言臻科技有限公司 一种用于驱动真空断路器的涡流斥力永磁机构
CN114464493B (zh) * 2022-01-20 2023-09-15 华东交通大学 一种接触网隔离开关故障诊断装置
JP7154467B1 (ja) * 2022-04-04 2022-10-17 三菱電機株式会社 開閉装置
EP4297059B1 (fr) * 2022-06-23 2025-03-05 Abb Schweiz Ag Disjoncteur moyenne tension ou haute tension
CN116092847A (zh) * 2022-07-01 2023-05-09 中国电力科学研究院有限公司 一种隔离触头及具有该隔离触头的真空有载分接开关
CN117373863B (zh) * 2023-12-04 2024-03-29 昇辉新能源有限公司 一种断路器开关
CN117497377A (zh) * 2023-12-15 2024-02-02 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 三相共机构不同期快速断路器传动装置及断路器
EP4708342A1 (fr) * 2024-09-06 2026-03-11 ABB Schweiz AG Unité de commutation pour applications électriques

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE598960C (de) * 1930-03-20 1934-06-22 Aeg Schalterantrieb, bei welchem die Kraftuebertragung ueber eine Wandermutter erfolgt
FR1501532A (fr) * 1965-12-03 1967-11-10 Ass Elect Ind Disjoncteurs pour circuits alternatifs à haute tension
US3590186A (en) * 1968-12-19 1971-06-29 Allis Chalmers Mfg Co Vacuum interrupter having series connected resistor and shunting means for the latter
US3956605A (en) * 1974-05-20 1976-05-11 Westinghouse Electric Corporation Fluid blast circuit interrupter with a compact nozzle structure and versatile operating mechanism
FR2412157A1 (fr) * 1977-12-15 1979-07-13 Licentia Gmbh Nouveau disjoncteur a resistances intercalaires
WO1986004452A1 (fr) * 1985-01-28 1986-07-31 Associated Electrical Industries Limited Interrupteur/sectionneur
EP1207601A2 (fr) 2000-11-08 2002-05-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Appareil de commutation à isolation gazeuse du type intégré
US20030089682A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Per Skarby Hybrid circuit breaker with a transmission
EP1580783A1 (fr) * 2004-03-25 2005-09-28 Areva T&D SA Dispositif de commande pour l'actionnement coordonné d'au moins deux appareils de commutation dont un est à coupure le vide

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH619559A5 (en) * 1977-09-28 1980-09-30 Sprecher & Schuh Ag Compressed-gas high-voltage switch for outdoor installation

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE598960C (de) * 1930-03-20 1934-06-22 Aeg Schalterantrieb, bei welchem die Kraftuebertragung ueber eine Wandermutter erfolgt
FR1501532A (fr) * 1965-12-03 1967-11-10 Ass Elect Ind Disjoncteurs pour circuits alternatifs à haute tension
US3590186A (en) * 1968-12-19 1971-06-29 Allis Chalmers Mfg Co Vacuum interrupter having series connected resistor and shunting means for the latter
US3956605A (en) * 1974-05-20 1976-05-11 Westinghouse Electric Corporation Fluid blast circuit interrupter with a compact nozzle structure and versatile operating mechanism
FR2412157A1 (fr) * 1977-12-15 1979-07-13 Licentia Gmbh Nouveau disjoncteur a resistances intercalaires
WO1986004452A1 (fr) * 1985-01-28 1986-07-31 Associated Electrical Industries Limited Interrupteur/sectionneur
EP1207601A2 (fr) 2000-11-08 2002-05-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Appareil de commutation à isolation gazeuse du type intégré
US20030089682A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Per Skarby Hybrid circuit breaker with a transmission
EP1580783A1 (fr) * 2004-03-25 2005-09-28 Areva T&D SA Dispositif de commande pour l'actionnement coordonné d'au moins deux appareils de commutation dont un est à coupure le vide

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014198290A1 (fr) * 2013-06-10 2014-12-18 Abb Technology Ag Dispositif de commutation haute tension
FR3069097A1 (fr) * 2017-07-13 2019-01-18 STMicroelectronics (Grand Ouest) SAS Dispositif de relais electrique
US11062866B2 (en) 2017-07-13 2021-07-13 STMicroelectronics (Grand Ouest) SAS Electrical relay device

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CN103489695A (zh) 2014-01-01

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