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CONDUCTEUR SIMPLIFIÉ POUR APPAREILLAGE ELECTRIQUE ET
APPAREILLAGE ELECTRIQUE COMPORTANT AU MOINS UN TEL
CONDUCTEUR
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR
La présente invention se rapporte
principalement à un conducteur pour appareillage
électrique, et notamment à un contact mobile pour
sectionneur pour installations de transmission et de
distribution d'énergie électrique haute tension à l'air
libre, et plus généralement à un commutateur pour
installations de transmission et de distribution
d'énergie électrique haute tension à l'air libre.
Un poste électrique à haute tension
comporte notamment un ensemble de disjoncteurs et de
sectionneurs.
Le sectionneur dans un poste électrique a
une fonction de sécurité, celui-ci est ouvert après que
le disjoncteur a été ouvert, rendant sûre toute
intervention sur le poste.
Le sectionneur comporte, de manière connue,
un contact mobile en rotation autour d'un axe et un
contact fixe. Lorsque le sectionneur est fermé, le
contact mobile et le contact fixe sont en contact
mécanique et électrique.
Un sectionneur haute tension de type connu
comporte de manière connue un contact mobile autour
d'un axe, celui-ci étant sensiblement horizontal
lorsque le sectionneur est fermé et sensiblement
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vertical lorsque le sectionneur est ouvert. Le contact
mobile est formé par un ensemble de pièces reliées
entre elles et définissant un entrefer, dans lequel
vient se loger un contact fixe lorsque le contact
mobile est déplacé. Les pièces du contact mobile sont
fixées les unes aux autres par des ensembles vis-écrou,
des pièces en cuivre pour assurer le contact sont
également rapportées sur les pièces des contacts
traversants. La structure particulière du contact fixe
assure un pincement mécanique et un pincement
électrodynamique du contact mobile par le contact fixe
lorsque que le contact mobile vient en contact avec
celui-ci.
Ce sectionneur donne entièrement
satisfaction en termes de sécurité de fonctionnement et
d'efficacité de conduction du courant. Cependant la
réalisation du contact mobile nécessite la mise en
oeuvre de nombreuses pièces assemblées.
Le brevet EP 0 203 373 décrit un
sectionneur pour des appareillages électriques moyenne
tension comportant un contact fixe et un contact
mobile. Comme précédemment, la structure des contacts
est relativement complexe.
C'est par conséquent un but de la présente
invention d'offrir un appareillage électrique de
réalisation simplifiée par rapport aux appareillages de
l'état de la technique, plus particulièrement d'offrir
un sectionneur haute tension de conception simplifiée.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
Le but précédemment énoncé est atteint par
un conducteur pour appareillage électrique comportant
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au moins un élément support conducteur électrique et au
moins deux éléments de contact destinés à mettre en
contact électrique, l'élément support comportant des
logements pour les éléments de contact dans lesquels
les éléments de contact sont introduits en déformant
élastiquement l'élément support et sont maintenus dans
ceux-ci en relâchant la déformation élastique.
En d'autres termes, les parties du
conducteur destinées à venir en contact avec au moins
un autre contact de l'appareillage électrique sont
maintenues par pincement dans des logements réalisés
dans une pièce support également conductrice
électrique.
Les inventeurs ont constaté qu'un maintien
par pincement était suffisant pour réaliser des
conducteurs pour appareillage électrique offrant une
grande robustesse et la capacité de conduction du
courant nécessaire. La réalisation du conducteur selon
la présente invention ne requiert alors plus
d'ensembles vis-écrou, ni d'alésages. Sa structure est
donc très simple. En outre, son coût de revient est
réduit.
Ce conducteur est particulièrement adapté à
la réalisation d'un contact mobile pour sectionneur.
De manière avantageuse, la structure de
l'élément de support est telle qu'elle facilite
l'ouverture et la fermeture des rainures afin d'éviter
toute déformation plastique, permettant un remplacement
aisé des contacts sans détérioration du contact mobile.
De manière préférée, la structure du
contact fixe est telle qu'elle permet l'apparition d'un
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effet de boucle permettant l'apparition d'un phénomène
de pincement électrodynamique renforçant le maintien
par pincement des éléments de contact par l'élément
support.
La présente invention a alors
principalement pour objet un conducteur pour
appareillage électrique comportant un premier élément
support conducteur électrique d'axe longitudinal et au
moins deux éléments de contact électriques destinés à
venir en contact, l'élément support ayant une forme
cylindrique évidée munie sur sa périphérie extérieure
d'au moins deux logements recevant les éléments de
contact, lesdits logements étant disposés sensiblement
de manière symétrique, dans lequel les éléments de
contact sont maintenus dans les logements par
pincement.
La section de l'élément support peut être
définie par un premier et un deuxième arc se raccordant
par leurs extrémités au niveau des logements, et dans
lequel chaque logement est formé par une rainure
s'étendant longitudinalement sur au moins une partie de
la longueur de l'élément support, chaque rainure étant
délimitée par deux bords latéraux se raccordant à un
fond, chaque arc se raccordant à un bord latéral de
chaque rainure, un rapprochement des arcs l'un vers
l'autre par déformation élastique provoquant un
éloignement des bords latéraux de chaque rainure
permettant l'introduction des éléments de contact dans
les rainures et un éloignement des arcs l'un de l'autre
jusqu'à un retour à une position sensiblement non
déformée provoquant le pincement des éléments de
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contact dans les rainures et leur maintien dans
celles-ci.
Chaque bord latéral d'une rainure se
raccorde avantageusement au fond de la rainure par une
5 zone amincie de sorte à former un axe de rotation
autour duquel le bord latéral va pivoter lors de
l'application d'un effort sur les arcs.
Chaque arc comporte avantageusement une
zone médiane moins rigide entourée par deux parties
plus rigides, lesdites parties plus rigides formant des
leviers pivotant autour de la zone de connexion amincie
du bord latéral de la rainure auquel elles sont
reliées.
Le conducteur selon l'invention peut
comporter des moyens pour rigidifier transversalement
l'élément support de sorte à éviter un relâchement du
pincement. Les moyens pour rigidifier sont, par exemple
formés par une plaque fixée à l'extrémité libre de
l'élément support sur le premier et le deuxième arc de
sorte à les immobiliser l'un par rapport à l'autre dans
une position de pincement des éléments de contact.
La plaque est par exemple fixée au moyen de
boulons vissés dans des alésages réalisés dans les
arcs. Dans un exemple de réalisation, chaque alésage
est délimité par une paire de nervures longitudinales
en saillie du bord intérieur d'un arc, lesdites
nervures longitudinales étant courbées l'une vers
l'autre.
Un jeu peut être prévu entre le fond de
chaque rainure et l'extrémité de l'élément de contact
en vis-à-vis qu'elle contient. Des moyens de rappel
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élastique peuvent être disposés dans chaque rainure
entre le fond et l'élément de contact.
L'élément support est par exemple réalisé
par extrusion, par exemple en alliage d'aluminium.
Les éléments de contact ont, par exemple la
forme de parallélépipède rectangle dont les extrémités
destinées à venir en contact du contact fixe comportent
un rayon de courbure.
Le conducteur peut former un contact mobile
d'un sectionneur, l'élément support comportant une
première extrémité longitudinale destinée à être
articulée sur un support isolant, et une deuxième
extrémité longitudinale au moins au niveau de laquelle
les rainures sont situées.
La présente invention a également pour
objet un appareillage électrique comportant au moins un
conducteur selon la présente invention, destiné à venir
en contact d'au moins un contact de l'appareillage.
Le conducteur peut être mobile et coopérer
avec au moins un contact fixe ou être fixe et coopérer
avec au moins un contact mobile.
Dans une variante, le conducteur peut être
fixe et mettre en contact deux contacts de
l'appareillage.
Le ou les contact(s) avec lequel ou
lesquels vient en contact le conducteur a (ont) par
exemple une forme générale en U.
L'appareillage électrique selon la présente
invention peut comporter des moyens aptes à appliquer
un effort sur chaque arc tendant à les rapprocher pour
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permettre le relâchement au moins provisoire des
éléments de contact.
Dans le cas où l'appareillage électrique
selon la présente invention forme un sectionneur, le
conducteur peut former un contact mobile et comportant
au moins un contact fixe, l'élément support étant monté
articulé sur un support isolant par une première
extrémité longitudinale et portant les éléments de
contact au moins au niveau de sa deuxième extrémité
longitudinale destinés à venir en contact avec le au
moins contact fixe.
Par exemple, chaque branche du contact fixe
se prolonge par une patte repliée vers l'intérieur de
sorte à être sensiblement parallèle à la branche du U à
laquelle elle est fixée, ladite patte étant destinée à
venir en contact mécanique avec au moins un élément de
contact du contact mobile.
Des moyens de rappel sont avantageusement
interposés entre la patte et la branche à laquelle elle
est fixée pour solliciter la patte vers l'intérieur en
direction du contact mobile lorsqu'il est en place.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à
l'aide de la description qui va suivre et des dessins
en annexes sur lesquels :
- la figure 1 est une vue de face d'un
exemple de réalisation d'un conducteur selon la
présente invention
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- la figure 2A est une vue en perspective
de l'élément support seul du conducteur de la figure 1
à l'état non déformé,
- la figure 2B est une vue de face de
l'élément support seul du conducteur de la figure 1 à
l'état déformé,
- la figure 3 est une représentation
schématique d'une vue de face d'un détail d'un
sectionneur dans lequel le conducteur selon la présente
invention peut être utilisé,
- la figure 4A est une vue de côté d'un
exemple de réalisation d'un sectionneur selon la
présente invention en position fermée,
- la figure 4B est une vue de côté du
sectionneur de la figure 4A en position ouverte,
- les figures 5A et 5B sont des vues
agrandies du côté droit et de face du sectionneur des
figures 4A et 4B respectivement,
- la figure 6 est une vue agrandie de la
figure 5B,
- la figure 7 est une vue de face d'un
autre exemple de réalisation d'un conducteur selon la
présente invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Dans la description qui va suivre, le
conducteur selon la présente invention sera décrit dans
sa mise en oeuvre dans un sectionneur. Cependant il est
bien entendu que le conducteur selon la présente
invention peut être mis en oeuvre dans tout type
d'appareillage électrique dans lequel un conducteur est
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requis. En outre, le conducteur est décrit comme
mobile, mais il est bien entendu qu'un conducteur fixe
ne sort pas du cadre de la présente invention.
Sur les figures 4A et 4B, on peut voir un
exemple d'un sectionneur S auquel peut s'appliquer le
conducteur. Le sectionneur est représenté en position
de fermeture. Le sectionneur S comporte un contact
mobile 2 formé par le conducteur selon la présente
invention, deux contacts fixes 4 et des supports
isolants 8, 10. Le contact mobile 2 est monté articulé
sur le support isolant 8, un contact fixe 4 est monté
fixe sur un support isolant 8 et l'autre contact fixe 4
est monté fixe sur le support 10.
Il est bien entendu que la présente
invention s'applique à un sectionneur comportant uns
seul contact fixe.
Le contact mobile 2 est apte à pivoter
autour d'un axe sensiblement orthogonal au plan de la
feuille, le contact mobile peut alors passer d'une
position sensiblement horizontale (position représentée
sur la figure 4A) lorsque le sectionneur est à l'état
fermé à une position sensiblement verticale (position
représentée sur la figure 4B) lorsque le sectionneur S
est ouvert.
Dans l'exemple représenté, le support
isolant 8 du contact mobile 2 est formé de deux
colonnes 8.1, 8.2 supportant le mécanisme
d'articulation du contact mobile 2.
Le mécanisme d'actionnement du sectionneur
est de type connu et ne sera pas décrit en détail. Dans
l'exemple représenté, il comporte un ressort à ruban
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spirale destiné à provoquer l'équilibrage de la lame du
sectionneur. La colonne 8.1 isolante forme également
une bielle de commande pour commander le déplacement du
contact mobile.
5 Le contact mobile 2 est relié
électriquement au réseau de distribution électrique par
une connexion 12 symbolisée sur la gauche du
sectionneur et les contacts fixes 4 sont reliés au
réseau de distribution électrique par une connexion 13
10 symbolisée sur la droite du sectionneur.
Nous rappelons qu'un sectionneur est
associé à un disjoncteur, le sectionneur ayant peu de
pouvoir de coupure.
Le sectionneur représenté sur les figures
4A et 4B comporte deux contacts fixes 4, destinés à
recevoir chacune une extrémité du contact mobile. Les
deux contacts fixes 4 étant de structure similaire,
nous n'en décririons qu'un en détail.
Le contact fixe 4, particulièrement visible
sur les figures 3, 5A et 5B, a sensiblement une section
en U dont les deux branches sensiblement parallèles
sont conductrices électriques, ces deux branches
définissent un entrefer dans lequel vient se
positionner le contact mobile lorsque le sectionneur
est en position fermée, la conduction électrique
s'effectuant entre le contact mobile et les branches
parallèles. Le contact fixe 4 sera décrit en détail
dans la suite de la description.
Nous allons maintenant décrire en détail le
contact mobile selon la présente invention en relation
avec les figures 1 à 3 plus particulièrement.
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Le contact mobile 2 comporte un premier
élément support 14 ayant la forme d'une tige articulée
par une première extrémité longitudinale 14.1 sur le
premier support isolant 8. L'élément support 14
comporte une deuxième extrémité longitudinale 14.2
opposée à la première extrémité 14.1 munie d'éléments
de contact 16.1, 16.2 destinés à coopérer avec un
contact fixe 4. Dans l'exemple particulier représenté,
l'élément support 14 comporte également au niveau de la
première extrémité longitudinale 14.1 des éléments de
contacts pour coopérer avec l'autre contact fixe 4
disposé sur le support 8.
Dans l'exemple représenté, l'élément
support 14 a une forme cylindrique d'axe Y à section
transversale sensiblement ellipsoïdale.
Pour la suite de la description, nous
définissons les axes X et Z, l'axe X étant l'axe dirigé
horizontalement sur la figure 2B et l'axe étant l'axe
dirigé verticalement sur la figure 2B.
L'élément support comporte des logements
recevant les éléments de contact. Les logements 20, 21
sont réalisés sous la forme de deux rainures 20, 21 sur
la périphérie extérieure du cylindre, alignées sur
l'axe X et disposés symétriquement par rapport à un
plan de symétrie P, les rainures étant ouvertes vers
l'extérieur.
Chaque rainure 20, 21 comporte deux bords
latéraux 20.1, 20.2 et 21.1, 21.2 respectivement, le
bord latéral 20.1 se raccordant au bord latéral 21.1
par une portion d'arc 22 et le bord latéral 20.2 se
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raccordant au bord latéral 21.2 par une portion
d'arc 23.
Comme on peut le voir sur la figure 1, les
rainures 20, 21 s'étendent sur toute la longueur de
l'élément support 14. Cette structure permet une
réalisation simple par extrusion, et une découpe à la
longueur souhaitée. En outre, cette réalisation permet
d'avoir une section conductrice sensiblement constante.
Il est bien entendu qu'un élément support
ne comportant des rainures qu'au niveau de sa deuxième
extrémité longitudinale ne sort pas du cadre de la
présente invention.
Selon la présente invention, et comme on
peut voir sur la figure 1, les éléments de contact
16.1, 16.2 sont disposés dans les rainures 20, 21 et
sont maintenus par pincement entre les bords 20.1, 20.2
et 21.1, 21.2, au niveau d'une première extrémité, leur
deuxième extrémité s'étendant hors des rainures.
Les rainures 20, 21 ont une section
transversale en forme de U correspondant sensiblement
au profil extérieur des éléments de contact et assurant
le maintien de ceux-ci comme nous le verrons par la
suite. Dans l'exemple représenté, les éléments de
contact 16.1, 16.2 sont en appui contre le fond des
rainures.
Les éléments de contact 16 sont
avantageusement plats et présentent un rayon de
courbure au niveau des extrémités pénétrant dans les
rainures et des extrémité destinées à venir en contact
avec le contact fixe, ces extrémités s'étendant hors
des rainures.
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Nous allons maintenant expliquer comment un
tel pincement est obtenu.
En appliquant un effort F1 au niveau des
zones centrales des arcs 22, 23 selon l'axe Z vers
l'intérieur du cylindre de sorte à rapprocher les
arcs 22, 23 l'un de l'autre, comme cela est schématisé
sur la figure 2, les rainures 20, 21 tendent à
s'ouvrir, i.e. les bords 20.1, 20.2 et 21.1, 21.2
s'écartent l'un de l'autre respectivement. L'ouverture
des rainures 20, 21 est symbolisée par les angles .
Les éléments de contact 16.1, 16.2 sont
alors introduits dans les rainures 20, 21.
On relâche ensuite l'effort F1 sur les arcs
22, 23, les rainures tendent à reprendre leur forme
initiale, les bords 20.1, 20.2 et 21.1, 21.2 se
rapprochent alors l'un de l'autre respectivement. Les
éléments de contact ayant une dimension transversale
légèrement supérieure à celle des rainures les
recevant, les rainures ne reprennent pas leur
configuration initiale, une contrainte de réaction F2
s'exerce alors sur les éléments de contact 16 de sorte
à pincer ceux-ci et à les immobiliser à l'intérieur des
rainures. Les éléments de contact sont alors solidaires
de l'élément support 14 et ceci sans utiliser
d'ensembles vis-écrou ou tout autre mécanisme de
fixation. Les efforts F2 ainsi obtenus peuvent
atteindre plusieurs milliers de Newtons. F1 est par
exemple de l'ordre de 7000N.
Lors de l'application des efforts F1 sur
les arcs 22, 23, les bords latéraux 20.1, 20.2, 21.1,
21.1 effectuent sensiblement un mouvement de rotation
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autour d'axes de pivot désignés Y1, Y2, Y3, Y4
respectivement. Chaque axe Y1, Y2, Y3, Y4 se situe
sensiblement à la jonction entre un bord latéral et le
fond de la rainure correspondante.
En outre, le mouvement de rotation des
bords latéraux est avantageusement facilité en
prévoyant un amincissement du matériau au niveau de la
jonction entre le bord latéral et le fond associé.
Ainsi l'effort requis pour provoquer le pivotement du
bord latéral par rapport au fond de la rainure est
réduit, les risques de déformation plastique sont
également réduits.
En outre, on prévoit avantageusement de
réaliser les arcs 22, 23 avec une zone centrale 22.1,
23.1 amincie de sorte à faciliter la déformation
élastique de celui-ci. Sur la figure 2B, on peut voir
l'élément support 14 dans un état déformé, les deux
parties de chaque arcs de part et d'autre de la partie
centrale amincie 22.1, 23.1 ayant pivotées par rapport
à la partie centrale.
Chaque portion d'arc fonctionne alors comme
un levier rigide indépendant associé à un bord latéral
d'une rainure.
Les valeurs des déformations appliquées à
l'élément support, notamment celles des contraintes F1
sont limitées au domaine de déformation élastique de
l'élément support de sorte à avoir une déformation
réversible des rainures. Ainsi les éléments de contact
peuvent être montés et démontés sans détérioration des
propriétés mécaniques de l'élément support.
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Les éléments de contact peut subir une
usure par micro commutation des potentiels induits dans
les lignes hors tension par la proximité des lignes
sous tension, ou une usure due au nombre d'opérations
5 effectuées.
Le retrait des éléments de contact est
obtenu en appliquant à nouveau un effort F1 sur les
deux arcs 22, 23 de sorte à les rapprocher, provoquant
l'ouverture des rainures, les éléments de contact
10 peuvent alors être retirés.
Des moyens 24 (visibles sur la figure 6)
pour figer la configuration de la section transversale
de l'élément support sont également prévus, supprimant
tout risque que les éléments contacts ne s'échappent
15 des rainures en cas d'application d'un effort F1
accidentel sur l'élément support. Ces moyens sont
formés, dans l'exemple représenté, par une plaque 26
fixée sur l'extrémité libre de l'élément support à la
fois sur l'arc supérieur et sur l'arc inférieur de
sorte à les immobiliser l'un par rapport à l'autre dans
la position de pincement des éléments de contact. Dans
l'exemple représenté, la plaque 26 est rectangulaire et
est fixée au niveau de ses quatre sommets par quatre
vis 27 aux deux arcs 22, 23. Les vis 27 sont
avantageusement des vis auto taraudeuses, simplifiant
la réalisation du support et des alésages 28.
Chacun des arcs comporte deux alésages 28
pour recevoir les vis 27. Dans l'exemple représenté,
les alésages 28 sont délimités partiellement par deux
nervures longitudinales en saillie du bord intérieur de
l'élément support, recourbées l'une vers l'autre. Cette
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forme permet la réalisation simple des alésages
directement lors de la fabrication par extrusion de
l'élément support. En outre, un gain de matière est
obtenu. Mais il est bien entendu que l'on pourrait
réaliser ces alésages par usinage de l'élément support.
La plaque bloque la déformation de
l'élément de support, et assure également le transfert
électrique vers les cornes d'amorçage 31 ou éclateurs à
deux électrodes durant la rotation de l'élément support
pour les courants résiduels.
De plus, il est prévu des moyens de butée
selon l'axe Y de sorte à limiter le mouvement de recul
de l'élément support 14 durant le court-circuit. Ces
moyens sont formés par l'extrémité recourbée 36.1 de la
poutre mobile 36 du contact mobile, aptes à venir en
butée contre les éclateurs 31.
En outre, grâce à la structure particulière
du contact fixe, le maintien des éléments de contact
dans les rainures est encore amélioré grâce à l'effet
de boucle ou loop effect dû à la circulation du
courant dans le contact fixe. Cette circulation est
schématisée sur les figures 3 et 6.
Le contact fixe 4 comporte une première
pièce 30 en forme de U, cette pièce étant fixée sur le
support isolant par son fond 30.1, cette pièce 30
comporte deux branches 30.2, 30.3 sensiblement
parallèles entre lesquelles vient se positionner le
contact mobile 2.
Chaque branche 30.2, 30.3 se prolonge par
une patte 32.2, 32.3 repliée vers l'intérieur et
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destinée à venir en contact avec un élément de contact
16.12, 16.1 du contact mobile 2.
Des moyens élastiques 34, type ressort
hélicoïdal, sont prévus avantageusement entre la patte
32.1, 32.3 et la branche 30.2, 30.3 respectivement
repoussant la patte 32.1, 32.3 vers l'intérieur,
améliorant le contact électrique entre la patte et
l'élément de contact associé.
Dans l'exemple représenté, les pattes 32.2,
32.3 sont rapportées par vissage sur les branches 30.2,
30.3 respectivement. On pourrait aussi prévoir de
réaliser la branche et la patte d'une seule pièce par
pliage. On prévoira dans ce cas de doubler les pièces
30.2, 30.3 pour que l'effet de boucle tende à pousser
les pattes 32.2, 32.3 vers le contact mobile sans plier
les branches 302, 30.3 vers l'arrière, ce qui réduirait
la pression de contact.
Dans la vue de face représentée sur la
figure 6, on ne voit que deux éléments de contact et
deux branches du contact, cependant sur la vue de côté
de la figure 5A, on peut constater que le contact
fixe 4 comporte quatre branches de part et d'autre, le
contact mobile 2 comporte deux éléments de contact 16.1
et 16.2 de chaque côté associé à chacune des branches.
Le contact mobile comporte alors deux éléments de
contact dont la longueur permet de couvrir environ six
doigts de contact en cas de déplacement par le court-
circuit le long de l'axe Y, et le contact fixe comporte
quatre pièces en forme de U.
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Il est bien entendu que des contacts fixes
comportant un autre nombre de paires de contacts ne
sortent pas du cadre de la présente invention.
L'élément support est par exemple réalisé
en alliages d'aluminium, avantageusement par extrusion.
Les éléments de contact 16 et les pattes
sont par exemple en cuivre argenté, les branches du U
sont par exemple également réalisées en alliages
d'aluminium.
Nous allons maintenant expliquer l'effet de
boucle, nous nous limiterons à la circulation du
courant de court-circuit dans les éléments visibles sur
la vue de face de la figure 3.
Cet effet repose sur le principe
électrotechnique bien connu de la force élémentaire qui
s'exerce sur un conducteur lorsqu'il est parcouru par
un courant et lorsqu'il est soumis à un champ
d'induction. Sur la base de ce principe, on sait que
deux éléments conducteurs parallèles dl parcourus dans
le même sens par un courant I subissent une force
d'attraction df qui tend à les rapprocher l'un de
l'autre, et qui est proportionnelle au carré du
courant. En considérant un circuit électrique constitué
de deux conducteurs identiques non rectilignes disposés
sensiblement parallèlement entre eux et parcourus par
un même courant I, ces deux conducteurs s'attirent
mutuellement avec une force F, qui vérifie la relation
suivante
Fc=-=Lf - li (1)
Z=o
c
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dans laquelle 1, est la longueur totale de
circuit d'un conducteur, li est la longueur d'un
tronçon élémentaire rectiligne du circuit d'un
conducteur, et fi est la force d'attraction mutuelle de
deux tronçons élémentaires parallèles (li et fi
correspondent respectivement à dl et df pour un tronçon
élémentaire).
On sait aussi que chaque élément d'un
circuit en boucle (comme une bobine) parcouru par un
courant I subit une force df tendant à écarter la
boucle du circuit électrique.
Lorsque le sectionneur est fermé et qu'un
courant de court-circuit i circule du contact mobile
vers le contact fixe en passant par les deux éléments
de contact, un courant il circule dans l'élément de
contact 16.1, puis dans la patte 32.2, puis dans la
branche 30.2 ; un courant i2 circule dans l'élément de
contact 16.2, dans la patte de contact 32.3 et dans la
branche 30.3. Les courants il et i2 circulent de
manière symétrique par rapport à un plan vertical P. Le
courant il circule dans la patte 32.2 et la
branche 30.2, ce qui provoque la répulsion de la patte
32.2 et de la branche 30.2 l'une de l'autre. Il se crée
alors des forces électromagnétiques qui tendent à
éloigner l'une de l'autre la patte 32.2 et la branche
30.2, la branche 30.2 étant plus rigide que la patte
32.2, il se produit un mouvement de la patte 32.2 vers
le contact mobile 16.1 d'autant plus fort que le
courant de court-circuit est élevé et que la distance
entre la patte 32.2 et le branche 30.2 est petite. Cet
effet est utilisé pour obtenir un effet de pincement du
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contact mobile 2 entre les extrémités des deux pattes
32.2, 32.3 du contact fixe.
Le même phénomène apparaît entre la patte
32.3 et 30.3.
5 Par ailleurs, le sens de circulation du
courant il dans la branche 30.2 est inverse de celui
dans la patte 32.2, ce qui provoque un écartement de
patte 32.2 et de la branche 30.2, ce qui a encore pour
effet de déplacer la patte 32.2 vers l'intérieur. Le
10 même phénomène apparaît entre la patte 32.3 et la
branche 30.3.
Il y a donc apparition de forces désignées
F3 selon l'axe X, dirigées vers l'intérieur en
direction du plan P sur les pattes 32.2 et 32.3 et se
15 transmettant aux éléments de contact 16.1, 16.2. Ces
forces F3 tendent à éloigner les arcs 22, 23 l'une de
l'autre, ce qui a pour effet d'augmenter le pincement
des éléments de contact par les rainures, leur maintien
est donc encore amélioré lors du passage du courant de
20 court-circuit.
Les forces F3 de pincement et de blocage du
contact mobile dans l'entrefer du contact fixe, qui
sont des forces dynamiques en ce qu'elles ne se
produisent qu'en présence d'un court-circuit, sont
d'autant plus importantes que le courant de court-
circuit circulant dans les contacts est élevé. On
comprend donc qu'après la fermeture du sectionneur
selon l'invention, la force de contact maximale entre
le contact fixe et le contact mobile est fournie
seulement durant un court-circuit.
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Une butée horizontale pour le contact
mobile est également prévue entre les deux électrodes
de l'éclateur 31.
Le fonctionnement du sectionneur selon la
présente invention est similaire à celui d'un
sectionneur de type connu et ne sera pas décrit en
détail.
Dans l'exemple représenté, le contact
mobile est rigide, i.e. il ne se déforme pas sous
l'application de contraintes lors du fonctionnement du
de sectionneur et le contact fixe est conformable, i.e.
il est apte à se déformer pour s'adapter à la dimension
du contact mobile lors du fonctionnement. Cette
aptitude à la déformation est obtenue grâce aux pattes
flexibles et aux ressorts de rappel. La dimension de
l'entrefer augmente lorsque le contact mobile pénètre
dans le contact fixe et s'adapte à la dimension
transversale du contact mobile, le contact électrique
ainsi obtenu est de très bonne qualité.
Cependant on peut prévoir que ce soit le
contact mobile qui soit apte à se déformer, en
particulier qui soit capable de modifier sa dimension
transversale, i.e. la distance séparant les deux
extrémités des éléments de contact orientées
radialement vers l'extérieur.
Sur la figure 7, on peut voir un exemple de
réalisation d'un conducteur selon la présente invention
capable de faire varier sa dimension transversale.
Les références utilisées pour décrire le
conducteur de la figure 1 seront également utilisées
pour décrire le conducteur de la figure 7.
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Dans cet exemple, on prévoit que les
éléments de contact soient aptes à être mobiles dans
les rainures qui les reçoivent.
Pour cela, un jeu J est prévu entre le fond
de la rainure et l'extrémité de l'élément de contact en
vis-à-vis.
Ainsi la dimension transversale D du
conducteur est alors modifiable et peut être adaptée en
fonction de la dimension du contact fixe.
De manière avantageuse, un moyen de rappel
élastique 38, type ressort hélicoïdal, peut être
disposé entre le fond de la gorge et l'élément de
contact pour appliquer un effort tendant à faire sortir
l'élément de contact de la gorge. Des moyens de retenue
(non représentés) sont avantageusement prévus pour
éviter que l'élément de contact ne sorte entièrement de
la gorge.
Nous allons maintenant expliquer comment
une telle conformation du contact mobile est obtenue.
On prévoit, lorsque le contact mobile va
pénétrer dans le contact fixe, d'appliquer des efforts
F1 sur les deux arcs vers l'intérieur de l'élément
support de sorte à ouvrir les deux gorges, les éléments
de contact 16.1, 16.2 sont alors libres de coulisser
transversalement dans les gorges. Lorsque le contact
mobile pénètre effectivement entre les deux pattes du
contact fixe, les extrémités extérieures des éléments
de contact entrent en contact avec les pattes et sont
repoussées naturellement vers l'intérieur des gorges,
la dimension transversale du contact mobile est donc
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réduite et adaptée à celle du contact fixe. Les efforts
F1 sont relâchés.
Dans le cas où des moyens de rappel sont
disposés dans le fond des gorges, ceux-ci sont
comprimés.
Lorsque le sectionneur est ouvert, on peut
prévoir d'appliquer de nouveau les efforts F1 pour
permettre aux éléments de contact de coulisser vers
l'extérieur sous l'effet des moyens de rappel.
Pour réaliser une telle conformation, on
peut également prévoir de déformer la section de
l'élément support dans la direction des éléments de
contact par écrasement, de manière similaire aux
efforts F3. Dans ce cas, l'adaptation du contact mobile
à la dimension du contact fixe assure par ailleurs une
confirmation du pincement puisque l'écrasement provoque
un accroissement des efforts F2.
L'aptitude à la déformation du contact
mobile permet de simplifier le contact fixe.
Les moyens aptes à appliquer les efforts F1
peuvent être prévus au niveau des moyens maintenant
l'élément support dans sa configuration de pincement
des éléments de contact.
Comme indiqué précédemment, le conducteur
selon la présente invention peut être mis en oeuvre dans
tout type d'appareillage électrique pour assurer un
contact électrique intermittent ou continu. Celui-ci
peut être mis en place dans un appareillage électrique
et ensuite n'être plus déplacé. Dans cette
configuration, l'aptitude à la conformation du
conducteur est particulièrement intéressante, la
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géométrie du conducteur s'adaptant définitivement à
celles des éléments avec lesquels il est connecté.
Dans le cas où le conducteur est destiné à
relier électriquement deux parties d'un appareillage
électrique, le conducteur peut comporter des éléments
de contact à ses deux extrémités longitudinales, les
éléments de contact d'une extrémité étant en contact
avec une partie de l'appareillage électrique et les
éléments de l'autre extrémité longitudinale étant en
contact avec l'autre partie de l'appareillage
électrique. Dans ce cas, le courant circule selon la
direction longitudinale d'une extrémité longitudinale à
une autre. Dans cet exemple de réalisation, la présence
des rainures sur toute la longueur de l'élément de
support est particulièrement avantageuse.
Le conducteur peut aussi être mis en oeuvre
de sorte à ce que le courant circule d'un élément de
contact vers l'élément de contact opposé à travers
l'élément de support.
Il est bien entendu que dans le cas où le
conducteur est mobile, la présente invention ne se
limite pas à un contact mobile en rotation, mais
s'applique également à un contact mobile en translation
et à un contact mobile en translation et/ou en
rotation.
Il est bien entendu qu'un conducteur selon
la présente invention peut comporter plus de deux
éléments de contact.
En outre, l'effet de boucle apparaît
également lorsque le conducteur est mis en oeuvre
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autrement que dans un sectionneur, en tant que contact
mobile.
L'appareil électrique selon la présente
invention est donc de réalisation simplifiée par
5 rapport à ceux de l'état de la technique, en
particulier les sectionneurs. Par ailleurs, le montage
et le démontage des éléments de contact sont
simplifiés.
On pourrait prévoir plusieurs rainures
10 parallèles de chaque côté de l'élément support, pour
disposer des éléments de contact sur plusieurs niveaux.
Dans ce cas, on prévoirait un déplacement du contact
mobile par pénétration télescopique de préférence à un
déplacement par rotation.
