Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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SECTIONNEUR A OUV~K'1'UKE BRUSOUE
La présente invention concerne les sectionneurs à
haute tension; dans la suite, on fera référence à un
sectionneur à coupure verticale, mais il faut bien
comprendre que l'invention s'applique également à d'autres
types de sectionneurs, en particulier les sectionneurs de
mise à la terre.
Un sectionneur à coupure verticale comprend
notamment une lame pivotante reliée électriquement par une
première extrémité à un premier connecteur disposée au
sommet d'une première colonne isolante, ladite lame
portant à sa seconde extrémité un marteau coopérant avec
une mâchoire reliée électriquement à un second connecteur
disposé au sommet d'une seconde colonne isolante.
Un tel sectionneur n'a que très peu cu pas de
pouvoir de coupure.
Un but de la présente invention est de définir un
sectionneur ayant un réel pouvoir de coupure, permettant
par exemple de permettre, sans destruction des contacts
principaux (mâchoire et lame), une centaine de manoeuvre
d'ouverture à 450 kV et 1600 A ou quelques manoeuvres à
730 kV et 2600 A
On connaît, par le brevet américain n 2 897 323,
un ensemble sectionneur-disjoncteur dans lequel le
sectionneur comprend une corne d'arc comportant une tige
coopérant avec une roulette. Cet appareil ne peut
fonctionner lorsqu'il est placé dans un climat humide et
froid car la roulette et la tiges se recouvrent de glace.
Le mouvement relatif de la roulette et de la glace ne
permet pas de casser la glace car ce mécanisme travaille
en compression. Il faut bien noter que la rupture de la
glace en compression nécessite des efforts considérables.
Un autre but de l'invention est de réaliser un
sectionneur à haute tension pouvant fonctionner dans des
conditions climatiques sévères.
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La plupart des sectionneurs à haute tension
présentent l'inconvénient de posséder des cornes d'arc
rayonnantes électromagnétiquement, ce qui entraîne
l'émission de fréquences radio pouvant provoquer des
interférences avec les émissions radio normales.
Un autre but de l'invention est de réaliser un
sectionneur ne présentant d'émissions parasites.
Un autre but de l'invention est de réaliser un
sectionneur de construction économique.
Tous les buts précités sont atteints par le
sectionneur à haute tension de l'invention qui comprend
une lame pivotante reliée à un premier connecteur, munie
d'un marteau de contact coopérant avec une mâchoire de
contact reliée à un second connecteur et caractérisé en ce
qu'il comprend un premier doigt de contact fixé à ln
premier ressort et relié électriquement audit second
connecteur, un second doigt de contact fixé à un second
ressort et relié électriquement audit second connecteur,
lesdits doigts pouvant venir successivement en contact
avec une corne d'arc prolongeant ledit marteau lors d'une
opération d'ouverture dudit sectionneur, lesdits second
doigt et second ressort étant disposés pour que le
mouvement d'ouverture du sectionneur tende à bander de
plus en plus ledit second ressort et à faire échapper,
après une course d'ouverture donnée, ledit second doigt de
la corne d'arc, les doigts étant disposés
perpendiculairement à la lame, le contact électrique entre
le premier doigt et la corne d'arc se faisant, lorsque le
sectionneuir est en position fermée, à la partie
inférieure de la corne d'arc.
Dans un mode particulier de réalisation dans
lequel le sectionneur est du type dans lequel une
opération d'ouverture commence par une rotation du marteau
sur lui-même qui provoque une diminution ou une annulation
de la force de contact entre ledit marteau et ladite
mâchoire, ledit premier doigt et ledit premier ressort
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sont disposés de manière que, lors de cette diminution ou
annulation, ledit premier doigt soit en contact avec
ladite corne d'arc, ledit premier ressort assurant une
pression de contact suffisante jusqu'à ce que la corne
d'arc vienne en contact avec ledit second doigt avec une
force suffisante.
De préférence, la corne d'arc est démontable et
réalisée en cuivre argenté.
Les doigts de contact, les ressorts et les tiges
supports des ressorts sont par exemple réalisés en acier
inoxydable.
L'invention sera bien comprise par la description
donnée ci-après d'un exemple de mise en oeuvre de
l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel:
- la figure 1 est une vue partielle en élévation
d'un sectionneur à coupure verticale selon l'invention,
représenté pendant une opération d'ouverture,
- la figure 2 est une vue de côté du même
sectionneur au même instant de fonctionnement que celui de
la figure 1.
- la figure 3 est une vue en élévation du même
sectionneur en position fermée,
- la figure 4 est une vue de côté du même
sectionneur, en position fermée,
- la figure 5 est une vue en élévation du même
sectionneur, en phase d'ouverture, dans une position
intermédiaire à celle des figures 1 et 3,
- la figure 6 est une vue de côté du même
sectionneur au même instant de fonctionnement que celui de
la figure 5-
Dans la figure 1, la référence 1 désigne une lame
métallique pivotant dans un plan vertical autour d'un axe
2 placé à l'extrémité d'une première colonne isolante 3
dont seule la partie supérieure est représentée. Le
mouvement de la lame est assuré par une colonne tournante
4 munie d'un mécanisme non représenté permettant sa
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rotation autour de son axe 4A. La transmission du
mouvement de rotation de la colonne à la lame 1 est
assurée par une tringle 6, articulée à l'une de ses
extrémités à une rotule 7 solidaire de la lame 1 et
articulée à son autre extrémité par un axe 8 à un bras 9
solidaire de la colonne pivotante 4.
La lame 1 est reliée électriquement à un premier
connecteur lO par une pièce métallique 11 servant de pivot
à l'axe 2.
La lame 1, qui constitue le contact mobile du
sectionneur, porte, à son extrémité opposée à l'axe 2, un
marteau de contact 14, coopérant avec une mâchoire 15, qui
constitue le contact fixe du sectionneur et qui est portée
par une seconde colonne isolante 16. Le marteau 14 peut
porter deux protubérances opposées 14A et 14B qui
permettent, lorsque le sectionneur est en position fermée,
d'obtenir, après une rotation de 9O degrés de la lame
autour de son axe, un contact très serré avec les
mâchoires et, à l'inverse, de permettre un contact de
force diminuée ou même annulée avant cette rotation . Le
moyen pour obtenir cette rotation n'a pas été représenté,
car il est bien connu de l'homme du métier et ne fait pas
partie de la présente invention.
La mâchoire est constituée de deux rangées 15A et
15B de pièces de contact formées chacune d'une lame
recourbée et fixée à un support de mâchoire 17. Ce support
est relié électriquement à un second connecteur 18. Les
références 21 et 22 désignent des anneaux pare-effluves au
potentiel du second connecteur.
Selon l'invention, le marteau 14 est prolongé par
une pièce métallique, appelée corne d'arc, réferencee 25.
Cette corne d'arc coopère, de la façon qui sera décrite
plus loin, avec deux contacts d'arc 31 et 41 qui sont
décrits maintenant.
Le contact d'arc 31 est une pièce métallique
placée à l'extrémité d'un support constitué sous forme
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d'un ressort 32 ayant plusieurs spires et fixé
mécaniquement au support de mâchoire 17 au moyen d'une
tige filetée 33 et d'écrous 34 et 35. Une tresse
métallique 36 assure un bon contact électrique entre le
contact 31 et le support de mâchoire. Le ressort 32 est
réglé pour que le contact 31 soit sensiblement horizontal
lorsqu'il n'est pas en contact avec la corne d'arc 25. Le
contact d'arc 31 est disposé de manière que, lorsque le
sectionneur est en position fermée (figures 3 et 4), la
corne d'arc pousse le contact 31 vers le bas contre
l'action du ressort. On note que le contact 31 est en
contact avec la partie inférieure de la corne d'arc 25,
donc à l'abri de la glace. Le contact électrique est donc
toujours assuré, avec une force de plusieurs kilogrammes
due au ressort 32.
Le contact d'arc 41 est une pièce métallique
placée à l'extrémité d'un support constitué sous forme
d'un ressort 42 ayant plusieurs spires et fixe
mécaniquement au support de mâchoire 17 au moyen d'une
tige filetée 43 et d'écrous 44 et 45. Une tresse
métallique 46 assure un bon contact électrique entre le
contact 41 et le support de mâchoire. Le ressort 42 est
réglé pour que le contact 41 soit sensiblement horizontal
lorsqu'il n'est pas en contact avec la corne d'arc 25. Le
contact d'arc 41 est disposé de manière que, lorsque le
sectionneur est en position fermée (figures 3 et 4), il se
trouve au-dessus de la corne d'arc et sans contact avec
cette dernière.
Les contacts 31 et 41 sont placés de manière
décalée l'un par rapport à l'autre, en suivant la
direction de la corne d'arc.
Le fonctionnement du sectionneur est le suivant:
1. OPération d'ouverture
En position fermée (figures 3 et 4), le courant
passe dans le connecteur en suivant le chemin passant par
le connecteur 18, la mâchoire 15, le marteau 14, la lame
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1, le pivot 11 et le connecteur lO. Le contacteur en
s'ouvrant commence par effectuer un rotation de 9O degrés,
ce qui sépare le marteau des doigts de contact; le courant
est dérivé sur la corne d'arc 25 qui est en contact avec
le doigt de contact 31 mis en pression par le ressort 32
(figure 6). Le ressort 32 permet d'exercer une force de
contact de 40 N environ, ce qui est suffisant pour assurer
le passage du courant. Comme on l'a expliqué, le contact
électrique entre les pièces 31 et 25 est toujours assuré
car il se fait à la partie inférieure de la corne d'arc
25, donc à l'abri de la glace. Lors de la rotation du
marteau, le contact 32 arrache la glace qui peut se
trouver sur la partie latérale de la corne d'arc, et ceci
d'autant plus facilement que le contact 32 travaille non
lS pas en compression, mais au cisaillement. Le contact
électrique reste assuré entre les éléments 32 et 25 tant
qu'ils restent en contact mécanique.
Après avoir fini sa rotation, le marteau 14
commence sa levée. La corne 14, restant en contact avec le
doigt 31 grâce à l'action du ressort 32, vient au contact
du doigt 41. Le contact entre la corne 25 et le doigt 41
se fait sur la partie inférieure du doigt qui est donc
relativement protégé de la glace.
En continuant sa levée, la corne d'arc 25 quitte
le doigt 31, mais le passage du courant reste assuré par
le doigt 41. Le doigt 41 est entraîné par la corne d'arc
dans sa course (figure 2), en bandant de plus en plus le
ressort 42.; puis, le doigt 41 échappe à la corne 25.
Cette action d'échappement est rapide car le ressort à été
fortement bandé.
Il en résulte que l'arc de coupure est rapidement
éteint puisqu'une distance d'isolement suffisante est
obtenue très rapidement. Il n'y a pas de risque de
réamorçage et l'usure des pièces est limitée.
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Avantageusement, la corne d'arc, réalisée en
cuivre argenté, est démontable, de manière à pouvoir être
aisément remplacée.
Les doigts de contact 31 et 41, les ressorts 32 et
42 et les tiges 33 et 43 supports des ressorts sont de
préférence en acier inoxydable.
L'orientation des doigts 31 et 41, dans des plans
sensiblement perpendiculaires au plan de déplacement de la
lame de coupure, permet, pour les tensions supérieures à
230 kV, de diriger les effluves magnétiques vers les
anneaux pare-effluves 21 et 22, ce qui réduit les risques
de perturbations radio.
Opération de fermeture
Les opérations précédentes sont effectuées en sens
inverse; au cours de la descente de la lame 1, la corne
d'arc vient au contact du doigt 41; puis ce dernier
échappe à la corne d'arc alors que celle-ci est déjà au
contact du doigt 31. La rotation du marteau permet le
raclement du doigt 32 par la corne 25, ce qui assure un
bon contact électrique pour une manoeuvre ultérieure
d'ouverture.
L'invention s'applique aux sectionneurs à haute
tension.
