FR2937177A1

FR2937177A1 - 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.

Info

Publication number: FR2937177A1
Application number: FR0856950A
Authority: FR
Inventors: Lukas Treier
Original assignee: Areva T&D AG
Current assignee: GE Grid Switzerland GmbH
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-16
Anticipated expiration: 2028-10-14
Also published as: EP2335262A1; KR20110079836A; WO2010043604A1; FR2937177B1; CN102187417A

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

1 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 manoeuvres 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. 2 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 B1 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 B1 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 3 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 a1, a2 des axes de translation respectifs des contacts 53, 55. Le document EP 1 068 659 B1 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 4 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 5 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 6 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. 7 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°. 8 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 9 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 : 10 - 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 1A 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 11 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 1A). En outre, une barre isolante 12 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 5 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 13 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 14 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. 15 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 16 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 N°1 : 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 17 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. 18 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, 2211j 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 19 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 20 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 N°1 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 21 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 N°1 (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, 22 - 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 B1, - 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

REVENDICATIONS1. 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.30
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 25 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, 2211j) 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 6, dans lequel les deux parties (2211i, 2211j) 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 26 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.
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, avec un arbre de commande du mécanisme 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 28 d'un sectionneur de terre et, avec un arbre de commande du mécanisme 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).