Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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La presente invention concerne un dispositif de
protection antisismique d'appareils tels que par exemple
des disjoncteurs électriques.
Dans le domaine particulier des installations
électriques, l'expérience a révélé que les secousses sismiques,
peuvent causer d'importants dégâts, notamment dans les postes
à haute tension ou des disjoncteurs de grande puissance sont
mis en oeuvre.
En effet de tels appareils comportant généralement
des parties actives de masse importante disposées au sommet
d'isolateurs de hauteur élevée, présentent en conséquence une
grande vulnérabilité vis-a-vis des secousses telluriques.
Il a été plus précisement constaté qu'au cours de
tremblements de -terre importants, ces appareils subissent
d'une part une accélération horizon-tale et d'autre part une
acceleration verticale. Or, si les accelera-tions vertlcales
ne présentent qu'un risque relativement minime, par contre
les accelerations horizontales endommagent ou même detruisent
de tels appareils.
La Demanderesse a donc cherché à mettre au point
un dispositif apte à pro-téger ces appareils de l'action de
tels séismes.
Si l'on considère la courbe de réponse de l'instal-
lation à une excitation périodique à ~réquence variable, on
admet dans les normes définissant les conditions de résis-
tance des materiels que c'est au voisinage d'une fréquence
de 1,5 Herz, que se manifestent les plus fortes accélérations
par exemple 0,5g pour une frequence de 1,4 Herz. Cette
accélération n'est que de 0,2g pour des fréquences inférieures
à 1 Hz ou supérieures a 2,8 Hz.
Compte-tenu de ces observations, le dispositif
selon l'invention est intercalé entre le sol et l'appareil
a protéger et il a pour effet de reduire à une valeur
minimale le taux de transmission des contraintes horizontales
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engendrees par les phenomenes sismiques tout en modifi~pt
les ~requences d'oscillation de façon A ce qu'elles présentent
une valeur tres differente de la ~re~uence dan~ereuse.
L'invention a donc pou~ but un dispositif de
protection antisismique, d'un appareil tel qu'un disjoncteur
reposant sur au moins un châssis, caracterise par le fait
qu'il comporte une premiere plaque liee audit chassis.. par
l'intermediaire de verins et comprenant sur sa face infe-
rieure une premiere semelle annulaire, une piece soli.daire
par sa face inférieure d'un radier, cette piece etant munie
sur sa face superieure d'une deuxieme semelle annulaire
disposee sensiblement en vis-a-vis de ladite premiere semelle,
les semelles presentant entre elles lors d'un deplacement
mutuel un coefficient de frottement tres reduit, une deuxieme
plaque liee a ladite premiere plaque et venant porter par
l'intermediaire d'au moins un ressort sur la piece solidaire
du radier, ladite deuxieme plaque etant par ailleurs liée
a ladite piace au mo~en d'une goupille presentant une resis-
tance au cisaillement predeterminée, de sorte que sa rupture
survienne lorsque l'accelération dudit radier dépasse un
seuil détermine, des billes maintenues entre deux cylindres
ou placees dans une cage etant disposées entre les semelles
inférieure et supérieure, ces billes etant aptes a reduire
le coefficient de frottement mutuel desdites semelles,
ladite deuxieme plaque, lesdites semelles, lesdites billes
et lesdits ressorts baignant dans un liquide amortisseur.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention
ressortent de la description qui suit donnee à titre d'exemple
purement illustratif mais nullement limitatif en reference
a l'unique figure annexee qui represente en coupe verticale
un mode de realisation du dispositif selon l'invention.
La reference l designe un radier en beton solidaire
du sol. On a reference en 2 un châssis supportant l'appareil
a proteger, tnon represente) un disjoncteur dans llexemple
decri-t, ou bien l'une des colonnes dudit disjoncteur etant
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bien entendu que chaqué colonne peut être supportee par un
ou plusieurs dispositifs.selon l'invention. Ce ch~ssis 2
est lié à une plaque 3 par l'intermédiaire de vérins a vis
4. La plaque 3 comporte sur sa face inféxieure une premiere
semelle annulaire 5 réalisée en acier dur, venant en appui
sur un ensemble de billes 6 en acier. Ces billes sont
disposées sur une deuxieme semelle 7 analogue à la semelle
5. Ladite semelle 7 est ~ixée sur une piece 8-9 solidaire
du radier 1. Sur la semelle 7 sont prévues plusieurs
couronnes ou cylindres ou cages telles que 10, 11 limitant
le déplacement transversal des billes 6. Avantageusement;
des vérins - - -~~~~~` `
. _ . _ . . _ _ . .. . . . . _ _ . _ .
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-
peuvent ~olliciter la plaqùe 3 de gorte qUe les 3emelles soient maintenues
constamment en appui sur les bille~. Par ailleurs une bordure annulaire 12
prévue sur la piècs 8-9 délimite des espaces 14 contenant un liquide
amorti~seur, de l'huile par exemple.
De plu~, une plaque l7 liée à la plaque 3 par des vis telles
que 15 vient en appui par l'intermédiaire de ses extrémité~ 3ur des
Qurfaces sphériques 18 con3tituant des butéeq de rappe]., ces surfaces
sphériques étant liées à l~extrémi~é d t une enveloppe 19 pouvant coulisser
danq des alésages 22 aménagés dans la pièce 8-9. En outre des ressorts
artagoni~tes de compression 20 assurent un contact permanent entre
leq surfaces 17 et 18, lesquelle3 sont confectionnéeq en un matériau
pré~entant un coefficient de frottement élevé.
En outre une goupille 21 de réqi~tance au ciYaillement prédé-
\, terminée relie la pièce 8 et la plaque 17.
Une variante selon l'invention consiste à 3upprimer et les
bielleq et leur cage et à revêtir les 3emelleq 5 et 7 par deux plaques
confectionnées en un matériau présentant un faible coefPicient de
frottement à base de polytétra~luoréthylène (PTFE3, les semelles étant
en contact direct par leur revêtemant.
En outre, on peut remplacer leq ressorts 20 et leurs enve-
loppes 19 par un ressort hélicoidal de traction enroulé sur lui-même
en ~orme de tore, autour de la pièce 17, ce ressort prenant appui
dans un logement ménagé dans la pièce 8-9 qolidaire du radier.
Un tel dispositif fonotionne de la façon suivante :
Lorsqu'il qe produit une secousse sismique provoquant par
exemple une accélération horizontale de 0,4g, le radier 1 et la pièce 8-9
se déplacent horizontalement. Il en résulte que la goupille 21 se
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brise car sa ré~istance au cisaillement e3t telle qu'elle 3e rompt
immédiatement pour une accélération de 0,15g, le châ~sis et la plaque
restant aux premiers instants pratiquement immobiles par suite de
leur inertie.
S En outr~ compte tenu du faible coef~icient de frottement
des bille~ 6 (ou des plaques de polytétrafluoréthylene) les billes
ne transmetterlt à la plaque 3 et au châssis 2 que des effort3 de frotte-
m~nt très réduits résultant du déplacement de la pièce 8. L~huile
présente dans leg espaceg 14 contribue également à l'amortissement
notamment aux ~réquence~ élevées. Par ailleurs, les ressorts 20 dont
l'élasticité a été prédéterminée en ~onction notamment de la ma3se
du châ~sis 2 et du disjoncteur supporté par ledit châ~sis, de telle
façon que les fréquences d'oscillations de l'en~emble soient nettement
inférieures ou supérieures à la ~réquence d'oscillation correspondant
aux plus fortes oscillations du séisme type dont on veut se protéeer.
En outre, durant le séisme, la butée éventuelle de la plaque 17
sur la pièce 8 limite le déplacement vertical du châssis 2.
Puis, au cours du mouvement les ressorts 20 ramènent les
plaques 17 et 3 et le châssis 2 à leur position de repos. Il reste
dono à remplacer la goupille 21.
On voit donc que le dispositif selon l'invention réduit
très considérablement les contraintes horizontales dûes aux phénomènes
sismique~ tout en modifiant et amortissant le~ ~réquences d'o~cillation
de sorte à les éloigner des fr~quences pour lesquelles le spectre
sismique fréquence-accélération admis comme le plus représentatif
correspond aux accélérations les plus élevées.
3(~Z 6.
Pour fixer les idees on a ob~ervé au cours d~un essai 3imulant
un séisme 3ur table vibrante de3 fréquence~ d'oscillation de 0,5 et
3 Hz avec le dispositi~ selon l'invention, au lieu de 1,4 Herz san3
ledit dispositif.
Il ~aut noter également que le diYpositif limite dans une
large mesure le déplacement vertical de l'appareil durant la secous~e
qismique.
De plus le dispositif selon l'invention évite tout déplacement
de l~appareil à protéger pour des contra~ntes normalement supportées
telles que celle~ dûes au vent ou celles ré~ultant du montage.
L'invention e~t mise en oeuvre notamment dans le~ in3tallation~
électriques extérieures telles que stations de transPormation, 30US-
stations et autres.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode
de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, apporter
de~ modi~ications de détail, changer certaines dispositions ou remplacer
certains moyens par des moyens équivalents Notamment il est de toute
évidence que le di3po~iti~ selon l'invention peut être utilisé à la
protection contre le~ 3ecousses si3mique3 de tous types d'appareil3
autre3 que des appareils électriques tels que des disjoncteur~.
