EP2335262A1 - Appareil de commutation electrique muni de deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre et comprenant des moyens d'entrainement communs aux contacts mobiles des interrupteurs - Google Patents

Appareil de commutation electrique muni de deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre et comprenant des moyens d'entrainement communs aux contacts mobiles des interrupteurs

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Publication number
EP2335262A1
EP2335262A1 EP09736908A EP09736908A EP2335262A1 EP 2335262 A1 EP2335262 A1 EP 2335262A1 EP 09736908 A EP09736908 A EP 09736908A EP 09736908 A EP09736908 A EP 09736908A EP 2335262 A1 EP2335262 A1 EP 2335262A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lever
control shaft
shaft
control mechanism
switches
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09736908A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Lukas Treier
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.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Areva T&D AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Areva T&D AG filed Critical Areva T&D AG
Publication of EP2335262A1 publication Critical patent/EP2335262A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing 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
    • H01H33/42—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H2009/0088—Details of rotatable shafts common to more than one pole or switch unit
    • 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 electrical switching apparatus comprising two switches, such as a bar switch and an earthing switch.
  • each switch such as a disconnector comprises a pair of contacts consisting of a fixed contact and a movable contact in translation so as to separate mutually when switching.
  • the main application is the medium or high voltage according to which a bar disconnector and an earthing switch are arranged in insulating envelopes each filled with a dielectric gas under a controlled atmosphere, such as SF6.
  • the mechanical maneuvers of this type of apparatus are independent, provided by two separate mechanical controls and controlled by mechanical or electrical interlocking devices.
  • These interlocking devices the purpose of which is to ensure the safety of persons and equipment, have the function of allowing the position of the bar switch to be kept in the open position when the earthing switch is in the closed position. last not to take place in the presence of an electrical voltage on the main electrical circuit.
  • EP 0 735 637 B1 discloses in its embodiment of Figure 8, an electrical switching apparatus comprising two bar disconnectors 28, 35; 29, 36 in which the two movable contacts 35, 36 movable in translation are each connected by means of a coupling rod 42, 43 of generally rectilinear shape to a single-arm lever 45.
  • This lever 45 is itself fixed to a rotation shaft 21 whose axis of rotation is arranged at the intersection of the respective translation axes of the contacts 35, 36.
  • EP 1 082 791 B1 also discloses in its embodiment of FIG. 2 an electrical switching apparatus comprising a bar switch 53, 31 and an earthing switch 55, 16 in which the two movable contacts 53, 55 translation are connected each via a coupling rod 74, 75 of generally rectilinear shape to a single-arm lever 71.
  • This lever 71 is itself fixed to a rotation shaft 7 whose axis of rotation is arranged at a distance al, a2 of respective translation axes of the contacts 53, 55.
  • EP 1 068 659 B1 discloses, in its embodiment of Figure 2, an electrical switching apparatus comprising two switches 25, 22, 23; 24, 22, 23 in which a single contact 22 movable in translation is connected, via a bushing 26 arranged in the contact 22, to a single-arm lever 61.
  • This lever 61 is itself fixed to a rotation shaft 5 whose axis of rotation is arranged at a distance from the axis of translation of the movable contact 22.
  • the transmission ratio ratio between the linear stroke of the movable contact 22, the angular travel of the rotation shaft 5
  • the parallelogram of the forces are not optimized near the closed positions (mutual support of the movable contact 22 with the corresponding fixed contact 23 or with the fixed contact 24).
  • Such a high ratio requires a high torque on the shaft 5.
  • a radial force reacts on the movable contact 22 near the closed positions with the risk that it rotates.
  • the structures of the switching devices disclosed in the aforementioned documents all have the drawback of generating a reaction force on the rotation shaft when the movable contacts are in the closed position, that is to say when they are in mutual support with their corresponding fixed contact. In other words, undesirable loads are applied to the rotation shaft and to the upstream actuator which provides the rotational movement to the shaft.
  • the structures of the disclosed devices are not optimal for use in very high voltage because the dielectric cover of the transmission elements (shaft, lever (s), connecting rod) is difficult to achieve.
  • An object of the invention is to overcome all or part of the disadvantages of the control mechanisms of currently known switching devices, which comprise two switches, such as a bar disconnector and an earthing switch and whose drive means are common to mobile contacts.
  • an object of the invention is to propose a control mechanism of an electrical switching apparatus of the type mentioned in the preamble with common drive means including the transmission of force between a rotating control shaft and each contact. mobile translation is optimized.
  • an object of the invention is to propose a control mechanism of an electrical switching apparatus of the type mentioned in the preamble with common drive means including the drive ratio (ratio between the translation travel of a moving contact and the angular travel of the rotary control shaft) is variable, with the lowest value close to the closed position of the disconnector concerned.
  • Another particular object of the invention is to propose a control mechanism of an electrical switching apparatus of the type mentioned in the preamble with common drive means such that the maximum torque exerted on the control shaft in rotation is low. and such that the transverse forces to the axis of translation of the movable contacts are also small.
  • Another object of the invention is to provide a control mechanism of a switching device of the type mentioned in the preamble with common drive means whose size is reduced and whose assembly is easy.
  • the invention relates to a control mechanism of an electrical switching apparatus comprising two switches, such as a bar disconnector and an earthing switch, each of which comprises a pair of contacts comprising a fixed contact and a contact movable in translation so as to separate each other during a switch, wherein the control mechanism comprises common means for driving the movable contacts, including a rotating control shaft, which allow the closure of one of the switches all maintaining the opening of the other switches and vice versa, the control mechanism comprising two toggle systems each comprising two levers hinged together, one of the articulated levers being integral with the control shaft and the other being connected to one mobile contacts; mechanism in which the arrangement of the axis of rotation of the control shaft as well as the geometrical shape, the length and the arrangement of the toggle systems make it possible to obtain the drive neutral point by alignment of the pivot axes levers with the axis of rotation of the control shaft, when each movable contact is close to or in its closed position. Thanks to the toggle effect obtained near or in the closed positions, one obtains some sort of
  • control mechanism further comprises, for each toggle system, an end stop arranged to mechanically lock the lever secured to the control shaft, at or immediately after the dead point.
  • the axis of rotation of the shaft is arranged substantially at the intersection of the translation axes of the movable contacts and the common drive means comprise a two-arm part integral with the control shaft and each arm is articulated to a rod itself articulated to the movable contact, each toggle system being formed by an arm of the part articulated with the link.
  • each arm of the part attached to the control shaft has a generally straight shape and wherein each link articulated to a movable contact has a curved shape. This allows to have a relatively long translation travel avoiding geometric interference between each rod and the crank.
  • each workpiece arm and each connecting rod have a general straight shape: in fact, the translational stroke of each movable contact is longer because the rotation of the control shaft can be performed on a higher angle of rotation, up to 180 °.
  • the axis of rotation of the shaft is arranged at a distance from the axes of translation of the moving contacts in the angular interval of lower value separating them and the common drive means comprise, for a contact given mobile, a lever secured to the control shaft and articulated to another lever attached to a rod itself attached to the movable contact, each knee system being constituted by the two levers.
  • the lever secured to the control shaft advantageously comprises two parts forming a U defining internally a free space in which the other lever can be housed during its rotation, this housing during rotation to obtain a rotational stroke of the control shaft of the order of 240 °.
  • the two parts of the lever forming a U are preferably made in one and the same piece.
  • the axis of rotation of the shaft is arranged at a distance from the translation planes of the moving contacts in the angular interval of lower value separating them
  • the common drive means comprise a part to two arms integral with the control shaft and each arm is articulated to an intermediate lever, the intermediate lever being connected indirectly or articulated to a rod itself articulated to the movable contact, each toggle system being made by an arm of the articulated piece with one of the intermediate levers.
  • the intermediate lever can be indirectly articulated to the link by an additional part forming return lever.
  • the translation axes of the movable contacts and the two levers integral with the control shaft of the two toggle systems are arranged substantially in the same plane.
  • the lever of each toggle system attached to the control shaft forms a rotary lever to transmit the rotational control force substantially in the plane in which the movable contact is in translation.
  • the invention also relates to a medium and high voltage under metal tank (GIS) station, comprising, for at least one phase, an apparatus for electrical switching comprising an envelope in which are housed at least partially the movable contacts of two switches, such as a bar switch and an earthing switch and a control mechanism as described above.
  • GIS medium and high voltage under metal tank
  • the station comprises, for each of the three phases, an electrical switching apparatus comprising a casing in which at least part of the mobile contacts of two switches, such as a bar disconnector and an earthing switch, are housed. control as described above with a control shaft made of a single piece which is connected to an actuator and which connects the three envelopes.
  • the station comprises for each of the three phases an electrical switching device comprising at least partially the movable contacts of two switches, such as a bar disconnector and an earthing switch and provided with a control mechanism as described above. with a control shaft made of three distinct parts, one part being connected to an actuator and the other two parts each connecting two adjacent envelopes.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of a GIS station with sectional view of one of the phases 2A, the station being in the earth position
  • FIG. 1 is another partial perspective view of the station GIS according to figure 1,
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of an electrical switching apparatus 2A according to the invention, the apparatus being in the intermediate position,
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 2, the apparatus being in the open position (opening of the bar switch and the earthing switch);
  • FIG. 4 is a sectional view; cross section of the embodiment of Figure 2, the apparatus being in the closed position (closing of the bar switch),
  • FIG. 5 is a diagrammatic perspective view of an embodiment of an electric switchgear part 2A according to the invention, the contact being in position immediately before its arrival at the neutral position in the closed position (closing of the bar switch),
  • Figure 6 is a schematic perspective view of an embodiment of a portion of electrical switchgear 2A according to the invention, the contact being in the open position,
  • FIG. 6A is a schematic perspective view of a part of the apparatus according to FIG. 7 but in position immediately before arriving at the neutral position in the closed position,
  • FIG. 7 is a diagrammatic perspective view of an embodiment of an electric switchgear part according to the invention, the apparatus being in the open position,
  • FIGS. 8 to 10 are side views of a switching apparatus according to Figure 8 and each showing a different switching position, namely respectively in the open position, in the earth position and in the closed position,
  • FIG. 11 is a top view of the switching device according to Figures 8 to 10, made at the control shaft in rotation.
  • 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.
  • Figure 1 a portion of a three-phase electrical switching station 1 comprising three identical envelopes 2A, 2B, 2C in each of which is housed a switching device according to the invention. These three identical phases 2A, 2B, 2C are arranged in a common metal tank not shown and fixed to an insulating plate 3 by the conductors 4 ( Figure IA). In addition, an insulating bar 5 fixed to the three identical envelopes 2A, 2B, 2C is provided as mechanical reinforcement.
  • the earthing switch 20 and the bar switch 21 of one of the phases 2A are arranged substantially in the same plane and forming an angle of 90 ° between them. It goes without saying that the relative arrangement between earthing switch 20 and bar 21 may be different and such that the disconnectors form an angle of between 70 and 180 °.
  • the movable contacts 200, 210 of a phase and the drive means 22 (otherwise called force transmission means) of the same phase are arranged in the same envelope 2A.
  • Each movable contact 200, 210 slides in an opening 200A, 210A provided for this purpose in the envelope 2A.
  • the fixed contacts 201 of earthing switches are each fixed inside the common metal tank not shown.
  • the fixed contacts 211 of the bar disconnectors are each attached to a driver not shown.
  • Such an arrangement of the movable contacts 200, 210 and drive means 22 allows the transmission forces to be supported by the same envelope 2A, 2b, 2C, which minimizes the reaction forces from outside.
  • the common metal shell acts as a dielectric shrinkage of the live parts, which increases the dielectric strength and reduces the partial discharges.
  • the casing also acts as a conductive element for the transmission of current from each conductor to the movable contacts. Contacts 200, 210 are returned inside the envelope in their open position.
  • the movable contacts 200, 210 shown are in the form of a cylinder of hollow revolution emerging on either side at their end.
  • the fixed contacts or electrodes 201, 211 are in the form of a cylinder of hollow revolution but opening only on the opposite side of the corresponding movable contact 200, 210.
  • the proximity of or the closing position of a movable contact of a given switch, earthing switch or bar disconnector corresponds to a complete or almost complete engagement of the movable contact 200, 210 in the contact.
  • fixed 201, 211 corresponding.
  • Each electrical switching apparatus A, B, C (one phase) with its envelope 2A, 2B, 2C, its movable contacts 200, 210 and part of its common drive means 22 to the movable contacts (lever, rod) can be pre-assembled, which reduces manufacturing costs.
  • the common drive means 22 of the movable contacts 200, 210 allow the opening of the earthing switch 20 while maintaining the closure of the bar switch 21 and vice versa.
  • the fact that the movable contacts 200, 210 move only very little in their open position makes it possible to obtain a saving of space for the envelope 2A, 2B or 2C.
  • the drive means common 22 comprise a control shaft 220 on which is fixed a piece 221 with two arms 2210, 2211 forming levers. These levers 2210, 2211 are generally straight. Each of the two levers 2210, 2211 is articulated at a hinge point 222 with a link 2220, 2221 also forming levers.
  • levers 2220, 2221 are of curved shape itself articulated at a hinge point 223 to the corresponding movable contact 200, 210, that is to say to the moving contact of the earthing switch 20 and the bar switch 21. Thanks to the curved shape of the levers 2220, 2221, these are arranged around the control shaft 220 in the open position of the movable contacts 200, 210, as illustrated in FIG. 4 for the lever 2220. to the control shaft to have a rotational stroke of the order of 180 ° and, for this important angle of rotation to obtain a small translational stroke of each movable contact concerned in the range of its open positions .
  • the axis of rotation X of the control shaft 220 is arranged substantially at the intersection of the translation axes of the movable contacts 200, 210.
  • the control shaft 220 is made in one piece passing through a part of the tank to the outside and carried by one by the three envelopes 2A, 2B and 2C and secondly by another part of the tank. The passage of the control shaft through the tank is sealed.
  • An actuator (not shown), for example of electromechanical type, which controls the rotation of the shaft 220 is arranged outside the vessel.
  • each pair of levers constituted by an arm 2210, 2211 of the part 221 and one of the rods 2220, 2221 form a toggle system.
  • each movable contact 200, 210 to be at the driving dead point near or in its closing position. Indeed, near or in this closed position, the alignment of the pivot axes 222, 223 of the levers with the axis of rotation X of the control shaft 220 is obtained. In other words, the dead point is reached or slightly exceeded when the movable contact 200, 210 corresponding is in its closed position ( Figure 1 in which the movable contact 200 of the earthing switch 20 is housed in the corresponding fixed contact 201 4 in which the movable contact 210 of the bar switch 21 is housed in the corresponding fixed contact 211).
  • FIG. 4 is a schematic representation of end-of-travel mechanical stops 60, 61 each arranged to mechanically lock one of the lever arms 2210, 2211 of the part 221 integral with the control shaft 220 immediately after the neutral position. achieved.
  • the control shaft 220 is stopped if the dead center of the relevant toggle system 2210, 2220 and 2211, 2221 has been slightly exceeded.
  • the lever arm 2210, 2211 is stopped immediately before it bears against the corresponding stop 60, 61.
  • the movable contact 200, 210 is in its closed position, it can be subjected to an undesired force (for example due to vibrations, high current, etc.). In this case, it can move slightly backward and thus give a forward rotational movement to the corresponding lever arm 2210, 2211. This is then stopped by the corresponding end stop.
  • the three switching positions of the electrical apparatus shown in FIGS. 1 to 5 are as follows:
  • control shaft 220 has an angular travel of the order of 180 ° to move from the position 1 to the position 3.
  • the control shaft 220 may be made of insulating material and includes parts or segments
  • This control shaft 220 is made in three parts or segments of which one not shown through the tank being connected to an actuator.
  • the portions of the shaft as shown 220A, 220B may have their hexagonal end sections fitted into a recess of complementary shape made in the intermediate support.
  • the lever arms 2210, 2211 are each arranged as a rotating lever in order to transmit the forces in the plane of translation of the corresponding movable contact 200, 210. This makes it possible to reduce the transverse transmission forces in the toggle systems and thus in the kinematic chain of the part 221 to each of the movable contacts 200, 210 in translation.
  • the axis of rotation X of the control shaft 220 is arranged at a distance between the two axes of translation of the moving contacts 200, 210.
  • Each of the two levers 2210, 2211 is articulated. at a hinge point 225 with an intermediate lever part 2251. This lever 2251 is articulated to the coupling rod 2231 at a hinge point 222.
  • the coupling rod 2231 is fixed to the corresponding moving contact 200, 210 .
  • Each lever 2261 is of straight shape and constitutes with an arm 2210, 2211 of the part 221 a toggle system.
  • the right-hand coupling link 2231 acts here as force transmission elements without being included in the toggle system.
  • control shaft is interrupted, that is to say in the form of segments 220A, 220B ( Figure 11), each lever 2210, 2211 integral with the control shaft 220 is shaped U and the lever 2250, 2251 articulated to the lever 2210, 2211 can during the rotation pass through the free space delimited by the interior of the U.
  • the rotation angle of the control shaft is here higher than the 240 ° order.
  • the transmission ratio defined between the shaft rotation stroke and the moving contact translation stroke is increased and the torque applied to the drive shaft is reduced.
  • levers 2210 and 2211 integral with the control shaft 220, and each constituting part of the toggle systems according to the invention.
  • the levers 2210 and 2211 are made in the same one-piece part.
  • One of these intermediate parts is identical to the lever 2250, 2251 of straight form shown in the embodiment of Figure 5, and is the second lever knee system.
  • the other of the intermediate parts is here an additional lever 2260, 2261 rotatably mounted about an own axis of rotation Y in the casing 2A so as to constitute a movement return lever.
  • Each return lever 2260, 2261 is thus hinged on the one hand at a hinge point 226 to the second lever 2250, 2251 of the toggle system and on the other hand at a pivot point 222 to the coupling rod 2220 , 2221.
  • each toggle system is therefore identical in the embodiments of FIGS. 5, 6 and 6A.
  • the embodiment of FIGS. 6 and 6A provides an additional return lever 2260, 2261.
  • the arrangement of an additional return lever makes it possible to have more freedom in the relative positioning of the axis of rotation of the control shaft relative to the disconnectors of bar 20 and earth 21.
  • the choice of the distance ratio between A and B implies the possibility of varying the translation ratio between the second lever 2251 and the corresponding movable contact 210. It is thus possible to reduce the lengths of the two levers 2211, 2251 of the same toggle system.
  • the greater freedom of positioning of the axis of rotation and the possibility of shortening the levers 2211, 2251 of the same toggle system reduces the space required within an envelope to implement the common drive means according to the invention. 'invention.
  • the lever 2210, 2211 is U-shaped as shown in FIG. 5.
  • the race the angular required for the control shaft 220 to go from the switching position N 0 I to the position No. 3 switching is here of the order of 240 °.
  • FIGS. 7 to 11 shows a switching device according to FIG.
  • levers 2210, 2211 integral with the control shaft 220 is provided.
  • the two levers 2210, 2211 of these two toggle systems are made in one piece .
  • the control shaft consists of several distinct parts, two 220A, 220B between two adjacent phases. More exactly, a shaft portion 220A transmits the rotational movement of an actuator not shown in the one piece 221 in which the two levers 2210, 2211 toggle systems are made. Another portion 220B coupled to the first portion 220A through this piece 221 comprising the two levers 2210, 2211 transmits the movement to the other adjacent phase.
  • the levers 2210, 2211 are U-shaped, which internally delimits a free space between the two segments or portions 220A, 220B along the X axis. The levers 2250, 2251 are thus free to move when of their rotation in this free space, which has the consequence of increasing the rotational stroke of the control shaft 220.
  • the switching device according to the invention operates safely with high reliability.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

L'invention concerne la commande d'un appareil de commutation électrique comprenant deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre. Selon l'invention, il est prévu : - un arbre de commande en rotation; - deux systèmes à genouillère comprenant chacun deux leviers articulés entre eux, l'un des leviers articulés (2210, 2211) étant solidaire de l'arbre de commande (220), et l'autre (2220, 2221 ou 2250, 2251) étant relié à l'un des contacts mobiles (200, 210). Le mécanisme selon l'invention permet d'obtenir le point mort d'entraînement par alignement des axes de pivotement (222, 223 ou 222, 225 ou 225, 226) des leviers avec l'axe de rotation de l'arbre de commande, lorsque chaque contact mobile (200, 210) est à proximité de ou dans sa position de fermeture.

Description

APPAREIL DE COMMUTATION ELECTRIQUE MUNI DE DEUX INTERRUPTEURS, TELS QU'UN SECTIONNEUR DE BARRE ET UN
SECTIONNEUR DE TERRE ET COMPRENANT DES MOYENS D'ENTRAINEMENT COMMUNS AUX CONTACTS MOBILES DES
INTERRUPTEURS
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L' invention se rapporte au domaine des appareils de commutation électrique comprenant deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre.
Plus spécifiquement, l'invention se rapporte à ce type d'appareils de commutation dans lesquels chaque interrupteur, tel qu'un sectionneur comprend 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 la moyenne ou haute tension électrique selon laquelle un sectionneur de barre et un sectionneur de terre sont disposés dans des enveloppes isolantes remplies chacune d'un gaz diélectrique sous atmosphère contrôlée, tel que du SF6.
ART ANTÉRIEUR
Habituellement, les manœuvres mécaniques de ce type d'appareils sont indépendantes, assurées par deux commandes mécaniques distinctes et contrôlées par des dispositifs mécaniques ou électriques d' inter verrouillage . Ces dispositifs d' interverrouillage, dont le but est d'assurer la sécurité des personnes et du matériel, ont pour fonction de permettre un maintien de la position du sectionneur de barre en position ouverte lorsque le sectionneur de terre est en position de fermeture, cette dernière ne devant pas avoir lieu en présence d'une tension électrique sur le circuit électrique principal.
Il a déjà été proposé d'entraîner chaque contact mobile de deux interrupteurs distincts, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre, à l'aide d'un unique arbre de commande en rotation. En particulier, il est connu d'entraîner en translation deux contacts mobiles par un unique arbre de rotation. Le document EP 0 735 637 Bl divulgue dans son mode de réalisation de la figure 8, un appareil de commutation électrique comprenant deux sectionneurs de barre 28, 35 ; 29, 36 dans lequel les deux contacts 35, 36 mobiles en translation sont connectés chacun par l'intermédiaire d'une biellette d'accouplement 42, 43 de forme générale rectiligne à un levier à bras unique 45. Ce levier 45 est lui-même fixé à un arbre de rotation 21 dont l'axe de rotation est agencé à l'intersection des axes de translation respectifs des contacts 35, 36.
Le document EP 1 082 791 Bl divulgue également dans son mode de réalisation de la figure 2, un appareil de commutation électrique comprenant un sectionneur de barre 53, 31 et un sectionneur de terre 55, 16 dans lequel les deux contacts 53, 55 mobiles en translation sont connectés chacun par l'intermédiaire d'une biellette d'accouplement 74, 75 de forme générale rectiligne à un levier à bras unique 71. Ce levier 71 est lui-même fixé à un arbre de rotation 7 dont l'axe de rotation est agencé à distance al, a2 des axes de translation respectifs des contacts 53, 55.
Le document EP 1 068 659 Bl divulgue, dans son mode de réalisation de la figure 2, un appareil de commutation électrique comprenant deux interrupteurs 25, 22, 23 ; 24, 22, 23 dans lequel un unique contact 22 mobile en translation est connecté, par l'intermédiaire d'une douille 26 agencée dans le contact 22, à un levier à bras unique 61. Ce levier 61 est lui-même fixé à un arbre de rotation 5 dont l'axe de rotation est agencé à distance de l'axe de translation du contact mobile 22. Le ratio de transmission (rapport entre la course linéaire du contact mobile 22, la course angulaire de l'arbre de rotation 5) , et le parallélogramme des forces ne sont pas optimisés à proximité des positions de fermeture (appui mutuel du contact mobile 22 avec le contact fixe correspondant 23 ou avec le contact fixe 24) . Un tel ratio élevé nécessite un couple de rotation élevé sur l'arbre 5. De plus, une force radiale réagit sur le contact mobile 22 à proximité des positions de fermeture avec le risque que ce dernier pivote.
Les structures des appareils de commutation divulgués dans les documents mentionnés ci-dessus présentent toutes l'inconvénient de générer une force de réaction sur l'arbre de rotation lorsque les contacts mobiles sont en position de fermeture, c'est- à-dire lorsqu' ils sont en appui mutuel avec leur contact fixe correspondant. En d'autres termes, des charges indésirables sont appliquées à l'arbre de rotation et à l'actionneur en amont qui fournit le mouvement de rotation à l'arbre. En outre, les structures des appareils divulgués ne sont pas optimales pour une utilisation en très haute tension car le capotage diélectrique des éléments de transmission (arbre, levier (s), biellette d'accouplement) est difficile à réaliser. Un but de l'invention est de pallier tout ou partie des inconvénients des mécanismes de commande des appareils de commutation actuellement connus, qui comprennent deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre et dont les moyens d'entraînement sont communs aux contacts mobiles.
Plus spécialement, un but de l'invention est de proposer un mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique du type mentionné en préambule avec des moyens d'entraînement communs dont la transmission de force entre un arbre de commande en rotation et chaque contact mobile en translation est optimisée .
En particulier, un but de l'invention est de proposer un mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique du type mentionné en préambule avec des moyens d'entraînement communs dont le rapport d'entraînement (rapport entre la course de translation d'un contact mobile et la course angulaire de l'arbre de commande en rotation) est variable, avec la valeur la plus faible à proximité de la position de fermeture du sectionneur concerné. Un autre but particulier de l'invention est de proposer un mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique du type mentionné en préambule avec des moyens d'entraînement communs tels que le couple maximum exercé sur l'arbre de commande en rotation soit faible et tels que les efforts transversaux à l'axe de translation des contacts mobiles soient également faibles.
Un autre but de l'invention est de proposer un mécanisme de commande d'un appareil de commutation du type mentionné en préambule avec des moyens d'entraînement communs dont l'encombrement est réduit et dont l'assemblage est aisé.
EXPOSÉ DE L' INVENTION
Pour ce faire, l'invention concerne un mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique comprenant deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre, dont chacun comprend une paire de contacts comprenant un contact fixe et un contact mobile en translation de sorte à se séparer mutuellement lors d'une commutation, dans lequel le mécanisme de commande comprend des moyens communs d'entraînement des contacts mobiles, dont un arbre de commande en rotation, qui permettent la fermeture d'un des interrupteurs tout en maintenant l'ouverture de l'autre des interrupteurs et vice-versa, le mécanisme de commande comprenant deux systèmes à genouillère comprenant chacun deux leviers articulés entre eux, l'un des leviers articulés étant solidaire de l'arbre de commande et l'autre étant relié à l'un des contacts mobiles ; mécanisme dans lequel l'agencement de l'axe de rotation de l'arbre de commande ainsi que la forme géométrique, la longueur et l'agencement des systèmes à genouillère permettent d'obtenir le point mort d'entraînement par alignement des axes de pivotement des leviers avec l'axe de rotation de l'arbre de commande, lorsque chaque contact mobile est à proximité de ou dans sa position de fermeture . Grâce à l'effet genouillère obtenu à proximité ou dans les positions de fermeture, on obtient en quelque sorte un auto-blocage de chaque contact mobile. Ainsi, toute force de réaction non désirée sur celui-ci en position de fermeture, par exemple due aux vibrations ou aux courants forts, ne peut parvenir jusqu'à l'arbre de commande.
Selon une variante préférée, le mécanisme de commande comprend en outre, pour chaque système à genouillère, une butée de fin de course agencée pour bloquer mécaniquement le levier solidaire de l'arbre de commande, au ou immédiatement après le point mort.
Selon un mode de réalisation, l'axe de rotation de l'arbre est agencé sensiblement à l'intersection des axes de translation des contacts mobiles et les moyens d'entraînement communs comprennent une pièce à deux bras solidaire de l'arbre de commande et dont chaque bras est articulé à une biellette elle-même articulée au contact mobile, chaque système à genouillère étant réalisé par un bras de la pièce articulé avec la biellette. Avantageusement, chaque bras de la pièce fixée à l'arbre de commande a une forme générale droite et dans lequel chaque biellette articulée à un contact mobile a une forme incurvée. Cela permet ainsi d'avoir une course de translation relativement longue en évitant l'interférence géométrique entre chaque biellette et la manivelle. En d'autres termes, comparativement à une solution selon laquelle chaque bras de pièce et chaque biellette auraient une forme générale droite : en effet, la course de translation de chaque contact mobile est plus longue car la rotation de l'arbre de commande peut être effectuée sur un angle de rotation supérieur, jusqu'à 180°.
Selon un autre mode de réalisation, l'axe de rotation de l'arbre est agencé à distance des axes de translation des contacts mobiles dans l'intervalle angulaire de plus faible valeur les séparant et les moyens d'entraînement communs comprennent, pour un contact mobile donné, un levier solidaire de l'arbre de commande et articulé à un autre levier fixé à une biellette elle-même fixée au contact mobile, chaque système de genouillère étant constitué par les deux leviers .
Le levier solidaire de l'arbre de commande comprend avantageusement deux parties formant un U délimitant intérieurement un espace libre dans lequel l'autre levier peut venir se loger lors de sa rotation, ce logement lors de la rotation permettant d'obtenir une course de rotation de l'arbre de commande de l'ordre de 240° . Les deux parties du levier formant un U sont réalisées de préférence dans une même pièce monobloc .
Selon un autre mode de réalisation, l'axe de rotation de l'arbre est agencé à distance des plans de translation des contacts mobiles dans l'intervalle angulaire de plus faible valeur les séparant, et les moyens d'entraînement communs comprennent une pièce à deux bras solidaire de l'arbre de commande et dont chaque bras est articulé à un levier intermédiaire, le levier intermédiaire étant relié indirectement ou articulé à une biellette elle-même articulée au contact mobile, chaque système à genouillère étant réalisé par un bras de la pièce articulé avec l'un des leviers intermédiaire.
Selon cet autre mode de réalisation, le levier intermédiaire peut être indirectement articulé à la biellette par une pièce supplémentaire formant levier de renvoi. De préférence, les axes de translation des contacts mobiles ainsi que les deux leviers solidaires de l'arbre de commande des deux systèmes à genouillère sont agencés substantiellement dans le même plan.
Avantageusement, le levier de chaque système à genouillère fixé à l'arbre de commande forme un levier tournant afin de transmettre la force de commande en rotation substantiellement dans le plan dans lequel le contact mobile est en translation.
L' invention concerne également un poste de moyenne et haute tension sous cuve métallique (GIS) , comportant, au moins pour une phase, un appareil de commutation électrique comprenant une enveloppe dans laquelle sont logés au moins partiellement les contacts mobiles de deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre et un mécanisme de commande tel que décrit précédemment.
Selon une variante, le poste comporte pour chacune des trois phases un appareil de commutation électrique comprenant un enveloppe dans laquelle sont logés au moins partiellement les contacts mobiles de deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre et un mécanisme de commande tel que décrit précédemment avec un arbre de commande réalisé en une pièce monobloc qui est reliée à un actionneur et qui relie les trois enveloppes. Alternativement, le poste comporte pour chacune des trois phases un appareil de commutation électrique comprenant au moins partiellement les contacts mobiles de deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et un sectionneur de terre et muni d'un mécanisme de commande tel que décrit précédemment avec un arbre de commande réalisé en trois parties distinctes, une partie étant reliée à un actionneur et les deux autres parties relient chacune deux enveloppes adjacentes .
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. Parmi ces figures : - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un poste GIS avec vue en coupe d'une des phases 2A, le poste étant en position de terre
(sectionneurs de terre fermés) , - la figure IA est une autre vue partielle en perspective du poste GIS selon la figure 1,
- la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation d'un appareil de commutation électrique 2A selon l'invention, l'appareil étant en position intermédiaire,
- la figure 3 est une vue en coupe transversale du mode de réalisation de la figure 2, l'appareil étant en position d'ouverture (ouverture du sectionneur de barre et du sectionneur de terre) , - la figure 4 est une vue en coupe transversale du mode de réalisation de la figure 2, l'appareil étant en position de fermeture (fermeture du sectionneur de barre) ,
- la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation d'une partie d'appareil de commutation électrique 2A selon l'invention, le contact étant en position immédiatement avant son arrivée au point mort en position de fermeture (fermeture du sectionneur de barre) , - la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation d'une partie d'appareil de commutation électrique 2A selon l'invention, le contact étant en position d'ouverture,
- la figure 6A est une vue schématique en perspective d'une partie de l'appareil selon la figure 7 mais en position immédiatement avant son arrivée au point mort en position de fermeture,
- la figure 7 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation d'une partie d'appareil de commutation électrique selon l'invention, l'appareil étant en position d'ouverture,
- les figures 8 à 10 sont des vues de côté d'un appareil de commutation selon la figure 8 et montrant chacune une position de commutation différente, à savoir respectivement en position d'ouverture, en position de terre et en position de fermeture,
- la figure 11 est une vue de dessus de l'appareil de commutation selon les figures 8 à 10, réalisée au niveau de l'arbre de commande en rotation.
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.
Sur la figure 1 est représenté une partie d'un poste de commutation électrique à trois phases 1 comprenant trois enveloppes identiques 2A, 2B, 2C dans chacune desquelles est logé un appareil de commutation selon l'invention. Ces trois phases identiques 2A, 2B, 2C sont agencées dans une cuve métallique commune non montrée et fixées à une plaque isolante 3 par les conducteurs 4 (figure IA) . En outre, une barre isolante 5 fixée aux trois enveloppes identiques 2A, 2B, 2C est prévue comme renforcement mécanique.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 5, le sectionneur de terre 20 et le sectionneur de barre 21 d'une des phases 2A sont agencés substantiellement dans un même plan et en formant un angle de 90° entre eux. Il va de soi que l'agencement relatif entre sectionneur de terre 20 et de barre 21 peut être différent et tel que les sectionneurs forment un angle compris entre 70 et 180°.
Les contacts mobiles 200, 210 d'une phase et les moyens d'entraînement 22 (autrement appelés moyens de transmission de force) d'une même phase sont agencés dans une même enveloppe 2A. Chaque contact mobile 200, 210 coulisse dans une ouverture 200A, 210A prévue à cet effet dans l'enveloppe 2A. Les contacts fixes 201 de sectionneurs de terre sont chacun fixés à l'intérieur de la cuve métallique commune non représentée. Les contacts fixes 211 des sectionneurs de barre sont chacun fixés à un conducteur non représenté. Un tel agencement des contacts mobiles 200, 210 et des moyens d'entraînement 22 permet aux forces de transmission d'être supportées par la même enveloppe 2A, 2b, 2C, ce qui limite au maximum les forces de réaction provenant de l'extérieur. L'enveloppe métallique commune agit comme un capotage diélectrique des éléments sous tension électrique, ce qui augmente la résistance diélectrique et réduit les décharges partielles. L'enveloppe agit également comme un élément conducteur pour la transmission du courant de chaque conducteur vers les contacts mobiles. Les contacts mobiles 200, 210 sont ramenés à l'intérieur de l'enveloppe dans leur position d'ouverture.
Dans l'ensemble des modes de réalisation illustré, les contacts mobiles 200, 210 représentés sont sous la forme de cylindre de révolution creux débouchant de part et d'autre à leur extrémité. Les contacts fixes ou électrodes 201, 211 sont sous la forme de cylindre de révolution creux mais débouchant uniquement du côté en regard du contact mobile 200, 210 correspondant. Selon l'invention, la proximité de ou la position de fermeture d'un contact mobile d'un interrupteur donné, sectionneur de terre ou sectionneur de barre, correspond à un emboitement complet ou quasi- complet du contact mobile 200, 210 dans le contact fixe 201, 211 correspondant.
Chaque appareil de commutation électrique A, B, C (une phase) avec son enveloppe 2A, 2B, 2C, ses contacts mobiles 200, 210 et une partie de ses moyens d'entraînement communs 22 aux contacts mobiles (levier, biellette) peut être pré-assemblée, ce qui réduit les coûts de fabrication.
Dans l'ensemble des modes de réalisation illustrés, les moyens d'entraînement communs 22 des contacts mobiles 200, 210 permettent l'ouverture du sectionneur de terre 20 tout en maintenant la fermeture du sectionneur de barre 21 et vice-versa. Le fait que les contacts mobiles 200, 210 ne se déplacent que très peu dans leur position d'ouverture permet d'obtenir un gain de place pour l'enveloppe 2A, 2B ou 2C. Selon un premier mode de réalisation illustré aux figures 1 à 4, les moyens d'entraînement commun 22 comprennent un arbre de commande 220 sur lequel est fixé une pièce 221 à deux bras 2210, 2211 formant des leviers. Ces leviers 2210, 2211 sont de forme générale droite. Chacun des deux leviers 2210, 2211 est articulé en un point d'articulation 222 avec une biellette 2220, 2221 formant également leviers. Ces leviers 2220, 2221 sont de forme incurvée elle-même articulée en un point d'articulation 223 au contact mobile 200, 210 correspondant, c'est-à-dire au contact mobile du sectionneur de terre 20 et du sectionneur de barre 21. Grâce à la forme incurvée des leviers 2220, 2221, ceux-ci sont agencés autour de l'arbre de commande 220 dans la position d'ouverture des contacts mobiles 200, 210, comme illustré sur la figure 4 pour le levier 2220. Cela permet à l'arbre de commande d'avoir une course de rotation de l'ordre de 180° et, pour cet angle de rotation important d'obtenir une faible course de translation de chaque contact mobile concerné dans la gamme de ses positions d'ouverture. Selon ce mode de réalisation, l'axe de rotation X de l'arbre de commande 220 est agencé sensiblement à l'intersection des axes de translation des contacts mobiles 200, 210. L'arbre de commande 220 est réalisé en une seule pièce monobloc passant à travers une partie de la cuve vers l'extérieur et portée d'une par les trois enveloppes 2A, 2B et 2C et d'autre part par une autre partie de la cuve. Le passage de l'arbre de commande à travers la cuve est étanche. Un actionneur (non montré), par exemple de type électromécanique, qui commande la rotation de l'arbre 220 est agencé à l'extérieur de la cuve. Selon ce mode de réalisation, chaque paire de leviers constituée par un bras 2210, 2211 de la pièce 221 et par une des biellettes 2220, 2221 forme un système à genouillère. La forme géométrique, la longueur et l'agencement des systèmes à genouillère et de l'axe de rotation de l'arbre de commande permet à chaque contact mobile 200, 210 d'être au point mort d'entraînement à proximité de ou dans sa position de fermeture. En effet, à proximité de ou dans cette position de fermeture, l'alignement des axes de pivotement 222, 223 des leviers avec l'axe de rotation X de l'arbre de commande 220 est obtenu. En d'autres termes, le point mort est atteint voir légèrement dépassé lorsque le contact mobile 200, 210 correspondant est dans sa position de fermeture (figure 1 dans laquelle le contact mobile 200 du sectionneur de terre 20 est logé dans le contact fixe correspondant 201 ; figure 4 dans laquelle le contact mobile 210 du sectionneur de barre 21 est logé dans le contact fixe correspondant 211) .
Sur la figure 4, sont représentées schématiquement des butées mécaniques de fin de course 60, 61 agencées chacune pour bloquer mécaniquement l'un des bras de levier 2210, 2211 de la pièce 221 solidaire de l'arbre de commande 220 immédiatement après le point mort atteint. Ainsi, si le contact mobile 200, 210 est dans sa position de fermeture, l'arbre de commande 220 est arrêté si le point mort du système à genouillère concerné 2210, 2220 et 2211, 2221 a été légèrement dépassé. Le bras de levier 2210, 2211 est arrêté immédiatement avant qu' il ne soit en appui contre la butée correspondante 60, 61. Lorsque le contact mobile 200, 210 est dans sa position de fermeture, il peut être soumis à une force non désirée (par exemple due à des vibrations, courant élevé...) . Dans ce cas, il peut se déplacer légèrement vers l'arrière et donc donner un mouvement de rotation vers l'avant au bras de levier correspondant 2210, 2211. Celui-ci est alors arrêté par la butée de fin de course correspondante.
Les trois positions de commutation de l'appareil électrique représenté aux figures 1 à 5 sont les suivantes :
- position N0I : sectionneur de terre 20 fermé, sectionneur de barre 21 ouvert (figure 1),
- position N°2 : sectionneur de terre 20 ouvert, sectionneur de barre 21 ouvert (figure 3) ,
- position N°3 : sectionneur de terre 20 ouvert, sectionneur de barre 21 fermé (figure 4) .
Selon les modes de réalisation illustrés respectivement aux figures 1 à 4, l'arbre de commande 220 a une course angulaire de l'ordre de 180° pour passer de la position 1 à la position 3.
La pièce 221 aux deux bras de levier 2210,
2211 peut être fixée à un support intermédiaire à l'arbre de commande 220. Ce support intermédiaire est alors monté en rotation dans l'enveloppe 2A correspondante par l'intermédiaire de roulements.
L'arbre de commande 220 peut être réalisé en matériau isolant et comprend des parties ou segments
220A, 220B dont la longueur correspond sensiblement à la distance séparant deux phases adjacentes 2A, 2B ou
2B, 2C. Cet arbre de commande 220 est réalisé en trois parties ou segments dont une non montrée traverse la cuve en étant connectée à un actionneur. Les parties de l'arbre telles que représentées 220A, 220B peuvent avoir leur extrémité de section hexagonale ajustées dans un évidement de forme complémentaire réalisé dans le support intermédiaire.
Les bras de leviers 2210, 2211 sont agencés chacun en levier tournant afin de transmettre les forces dans le plan de translation du contact mobile 200, 210 correspondant. Cela permet de réduire les forces de transmission transversaux dans les systèmes à genouillères et donc dans la chaîne cinématique de la pièce 221 à chacun des contacts mobile 200, 210 en translation . Dans le mode de réalisation illustré à la figure 5, l'axe de rotation X de l'arbre de commande 220 est agencé à distance entre les deux axes de translation des contacts mobiles 200, 210. Chacun des deux leviers 2210, 2211 est articulé en un point d'articulation 225 avec une pièce intermédiaire formant levier 2251. Ce levier 2251 est articulé à la biellette d'accouplement 2231 en un point d'articulation 222. La biellette d'accouplement 2231 est fixée au contact mobile 200, 210 correspondant. Chaque levier 2261 est de forme droite et constitue avec un bras 2210, 2211 de la pièce 221 un système à genouillère. La biellette d'accouplement 2231 de forme droite joue ici le rôle d'éléments de transmission de force sans être inclus dans le système à genouillère. Sur cette figure 5, on peut voir une variante de réalisation d'un levier 2211 selon laquelle la forme générale donnée est un U dont l'extrémité des branches 2211i, 2211 j est agencée sur l'axe de rotation X. Dans le mode de réalisation illustré de la figure 5 à 11, l'arbre de commande est interrompu, c'est à -dire sous forme de segments 220A, 220B (figure 11), chaque levier 2210, 2211 solidaire de l'arbre de commande 220 est conformé en U et le levier 2250, 2251 articulé au levier 2210, 2211 peut lors de la rotation passer à travers l'espace libre délimité par l'intérieur du U. L'angle de rotation de l'arbre de commande est ici supérieur de l'ordre de 240°. Le rapport de transmission défini entre la course de rotation d'arbre et la course de translation de contact mobile est augmenté et le couple appliqué à l'arbre de commande est réduit.
Dans la position d'ouverture du sectionneur concerné 20 ou 21, les leviers de forme droite 2210, 2250 ou 2211, 2251 d'un même système à genouillère sont alignés ainsi que leurs points d'articulation 222, 225 avec l'axe de rotation X de l'arbre de commande 220.
Aux figures 6 et 11, est montrée une variante de réalisation des leviers 2210 et 2211 solidaires de l'arbre de commande 220, et constituant chacun une partie des systèmes à genouillères selon l'invention. Selon cette variante, les leviers 2210 et 2211 sont réalisés dans une même pièce monobloc.
Selon le mode de réalisation des figures 6 et 6A, il est prévu deux pièces intermédiaires entre chaque levier 2210, 2211 solidaire de l'arbre de commande 220 et la biellette d'accouplement 2220, 2221 elle-même articulée en un point d'articulation (non visible dans les figures) au contact mobile 200, 210 correspondant. L'une de ces pièces intermédiaires est identique au levier 2250, 2251 de forme droite représenté dans le mode de réalisation de la figure 5, et constitue le deuxième levier du système à genouillères. L'autre des pièces intermédiaires est ici un levier supplémentaire 2260, 2261 monté en rotation autour d'un axe de rotation propre Y dans l'enveloppe 2A de sorte à constituer un levier de renvoi de mouvement. Chaque levier de renvoi 2260, 2261 est ainsi articulé d'une part en un point d'articulation 226 au deuxième levier 2250, 2251 du système à genouillère et d'autre part en un point d'articulation 222 à la biellette d'accouplement 2220, 2221.
Chaque système à genouillères est donc réalisé de manière identique dans les modes de réalisation des figures 5, 6 et 6A. Par contre le mode de la réalisation des figures 6 et 6A prévoit un levier de renvoi supplémentaire 2260, 2261. L'agencement d'un levier de renvoi supplémentaire permet d' avoir plus de liberté dans le positionnement relatif de l'axe de rotation de l'arbre de commande par rapport aux sectionneurs de barre 20 et de terre 21. En outre, le choix du rapport de distance entre A et B (rapport des bras du levier de renvoi) implique la possibilité de faire varier le rapport de translation entre le deuxième levier 2251 et le contact mobile correspondant 210. On peut ainsi réduire les longueurs des deux leviers 2211, 2251 d'un même système à genouillère. La plus grande liberté de positionnement de l'axe de rotation ainsi que la possibilité de raccourcir les leviers 2211, 2251 d'un même système à genouillère réduit l'encombrement requis au sein d'une enveloppe pour implanter les moyens d'entraînement communs selon l'invention. Pour permettre à l'arbre de commande 220 d'avoir une course de rotation supérieure à 180°, le levier 2210, 2211 est conformé en U tel que représenté en figure 5. Selon le mode de réalisation des figures 6 et 6A, la course angulaire requise pour l'arbre de commande 220 pour passer de la position N0I de commutation à la position N°3 de commutation est ici de l'ordre de 240° . Le mode de réalisation des figures 7 à 11 montre un appareil de commutation selon la figure 7 avec l'ensemble des moyens d'entraînement communs ainsi que les contacts mobiles 200, 210 et fixes 201, 211 des deux sectionneurs 20 et 21. Selon ce mode de réalisation, il est prévu une variante avantageuse de réalisation des leviers 2210, 2211 solidaires de l'arbre de commande 220. Selon cette variante avantageuse, les deux leviers 2210, 2211 de ces deux systèmes à genouillère sont réalisés en une seule pièce monobloc. Il est également prévu une variante de réalisation de l'arbre de commande 220.
Comme particulièrement visible à la figure 11, l'arbre de commande est constitué de plusieurs parties distinctes, dont deux 220A, 220B entre deux phases adjacentes. Plus exactement, une partie d'arbre 220A transmet le mouvement de rotation d'un actionneur non représenté à la pièce monobloc 221 dans laquelle les deux leviers 2210, 2211 des systèmes à genouillère sont réalisés. Une autre partie 220B couplée à la première partie 220A par l'intermédiaire de cette pièce 221 comprenant les deux leviers 2210, 2211 transmet le mouvement à l'autre phase adjacente. On peut voir ici encore que les leviers 2210, 2211 sont conformés en U, ce qui délimité intérieurement un espace libre entre les deux segments ou parties 220A, 220B selon l'axe X. Les leviers 2250, 2251 sont ainsi libres de se déplacer lors de leur rotation dans cet espace libre, ce qui a pour conséquence d'augmenter la course de rotation de l'arbre de commande 220.
Les positions de commutations atteintes par l'appareil selon ce mode sont respectivement illustrées :
- en figure 9, pour la position N°2 (sectionneur de terre 20 ouvert, sectionneur de barre 21 ouvert) , - en figure 10, pour la position N0I
(sectionneur de terre 20 fermé, sectionneur de barre 21 ouvert) ,
- en figure 11, pour la position N°3 (sectionneur de terre 20 ouvert, sectionneur de barre 21 fermé) .
Les avantages de la solution selon l'invention qui vient d'être décrit sont nombreux :
- grâce à l'effet genouillère réalisé, aucune force de réaction ne parvient jusqu'à l'arbre de commande lorsque l'un des contacts mobiles est à proximité ou en position de fermeture, - l'encombrement requis par un appareil de commutation selon l'invention est réduit par rapport aux appareils de commutation à sectionneur de barre et de terre combinés actuellement connus, - le couple de rotation requis pour l'arbre de commande selon l'invention est réduit par rapport à ceux actuellement connus. Le couple de rotation est réduit au moins d'un facteur 2 par rapport au couple de rotation de l'arbre de commande selon le document EP 1068659 Bl,
- les forces latérales subies par les contacts mobiles selon l'invention sont petites,
- l'appareil de commutation selon l'invention fonctionne en toute sécurité avec une grande fiabilité.

Claims

REVENDICATIONS
1. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) comprenant deux interrupteurs, tels qu'un un sectionneur de terre (20) sectionneur de barre (21), dont chacun comprend une paire de contacts comprenant un contact fixe (201; 211) et un contact mobile (200; 210) en translation de sorte à se séparer mutuellement lors d'une commutation, dans lequel le mécanisme de commande comprend des moyens communs (22) d'entraînement des contacts mobiles, dont un arbre de commande (220) en rotation, qui permettent la fermeture d'un des interrupteurs tout en maintenant l'ouverture de l'autre des interrupteurs et vice-versa, le mécanisme de commande comprenant deux systèmes à genouillère (2210, 2220; 2211, 2221 ou 2210, 2250 ; 2211, 2251) comprenant chacun deux leviers articulés entre eux, l'un des leviers articulés (2210 , 2211) étant solidaire de l'arbre de commande (220), et l'autre (2220 , 2221 ou 2250, 2251) étant relié à l'un des contacts mobiles (200, 210) ; mécanisme dans lequel l'agencement de l'axe de rotation (X) de l'arbre de commande ainsi que la forme géométrique, la longueur et l'agencement des systèmes à genouillère permettent d'obtenir le point mort d'entraînement par alignement des axes de pivotement (222, 223 ou 222, 225 ou 225, 226) des leviers avec l'axe de rotation de l'arbre de commande, lorsque chaque contact mobile (200, 210) est à proximité de ou dans sa position de fermeture.
2. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) selon la revendication 1, comprenant en outre, pour chaque système à genouillère, une butée de fin de course (60, 61) agencée pour bloquer mécaniquement le levier (2210, 2211) solidaire de l'arbre de commande, au ou immédiatement après le point mort.
3. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'axe de rotation (X) de l'arbre est agencé sensiblement à l'intersection des axes de translation des contacts mobiles et dans lequel les moyens d'entraînement communs (22) comprennent une pièce (221) à deux bras (2210, 2211) solidaire de l'arbre de commande (220) et dont chaque bras est articulé à une biellette (2220, 2221) elle-même articulée au contact mobile (200, 210), chaque système à genouillère étant réalisé par un bras de la pièce articulé avec la biellette.
4. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) selon la revendication 3, dans lequel chaque bras de la pièce fixée à l'arbre de commande a une forme générale droite et dans lequel chaque biellette articulée à un contact mobile a une forme incurvée.
5. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'axe de rotation X de l'arbre (220) est agencé à distance des axes de translation des contacts mobiles dans l'intervalle angulaire de plus faible valeur les séparant, et dans lequel les moyens d'entraînement communs (22) comprennent, pour un contact mobile (200, 210) donné, un levier (2211) solidaire de l'arbre de commande (220) et articulé à un autre levier (2251) fixé à une biellette (2231) elle-même fixée au contact mobile
(200, 210), chaque système de genouillère étant constitué par les deux leviers (2211, 2251) .
6. Mécanisme de commande selon la revendication 5, dans lequel le levier (2211) solidaire de l'arbre de commande (220) comprend deux parties (2211i, 221Ij) formant un U délimitant intérieurement un espace libre dans lequel l'autre levier (2261) peut venir se loger lors de sa rotation, ce logement lors de la rotation permettant d'obtenir une course de rotation de l'arbre de commande de l'ordre de 240°.
7. Mécanisme de commande selon la revendication 5, dans lequel les deux parties (2211i, 221Ij) du levier (2211) formant un U sont réalisées dans une même pièce monobloc.
8. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'axe de rotation X de l'arbre (220) est agencé à distance des axes de translation des contacts mobiles dans l'intervalle angulaire de plus faible valeur les séparant, et dans lequel les moyens d'entraînement communs (22) comprennent une pièce (221) à deux bras (2210, 2211) solidaire de l'arbre de commande (220) et dont chaque bras est articulé à un levier intermédiaire (2250, 2251), le levier intermédiaire étant relié indirectement (2260, 2261) à une biellette (2220, 2221) elle-même articulée au contact mobile (200, 210), chaque système à genouillère étant réalisé par un bras
(2210, 2211) et la pièce articulé avec l'un des leviers intermédiaire (2250, 2251) .
9. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) selon la revendication 8, dans lequel le levier intermédiaire (2250, 2251) est indirectement articulé à la biellette (2220, 2221) par une pièce supplémentaire formant levier de renvoi (2260, 2261) .
10. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) selon l'un des revendications précédentes, dans lequel les axes de translation des contacts mobiles (200, 210) ainsi que les deux leviers (2210, 2211) solidaires de l'arbre de commande des deux systèmes à genouillère sont agencés substantiellement dans le même plan.
11. Mécanisme de commande d'un appareil de commutation électrique (2A, 2B, 2C) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le levier (2210, 2211) de chaque système à genouillère fixé à l'arbre de commande forme un levier tournant afin de transmettre la force de commande en rotation substantiellement dans le plan dans lequel le contact mobile est en translation.
12. Poste de moyenne et haute tension sous cuve métallique (GIS) , comportant, au moins pour une phase, un appareil de commutation électrique comprenant une enveloppe (2A, 2B, 2C) dans laquelle sont logés au moins partiellement les contacts mobiles (200, 210) de deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre (21) et un sectionneur de terre
(20) et, un mécanisme de commande selon l'une des revendications précédentes à l'exception de l'arbre de commande en rotation (220) .
13. Poste (GIS) selon la revendication 12, comportant pour chacune des trois phases (2A, 2B, 2C) un appareil de commutation électrique comprenant une enveloppe (2A, 2B, 2C) dans laquelle sont logés au moins partiellement les contacts mobiles (200, 210) de deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre
(21) et un sectionneur de terre (20) et, un mécanisme de commande selon les revendications 1 à 8 avec un arbre de commande réalisé en une pièce monobloc qui est reliée à un actionneur et qui relie les trois enveloppes .
14. Poste (GIS) selon la revendication 12, comportant pour chacune des trois phases (2A, 2B, 2C) un appareil de commutation électrique comprenant une enveloppe (2A, 2B, 2C) dans laquelle sont logés au moins partiellement les contacts mobiles (200, 210) de deux interrupteurs, tels qu'un sectionneur de barre et d'un sectionneur de terre et, un mécanisme de commande selon les revendications 1 à 8 avec un arbre de commande réalisé en trois parties distinctes, une partie étant reliée à un actionneur et les deux autres parties (220A, 220B) relient chacune deux enveloppes adjacentes (2A, 2B) .
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