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Perfectionnements aux tableaux de distribution électrique.
Cette invention est relative aux tableaux de dis- tribution électrique, notamment pour des tensions modérées de l'ordre de 100 à 1000 volts et des courants de l'ordre de 50 à 500 ampères. Pour ces tensions, les organes d'in- terrupteurs ou de disjoncteurs, ainsi que les supports de coupe-circuit, s'il y en a, sont habituellement du type à couteau et rupture dans l'air, et les contacts sont dispo- sés côte à cote dans des coffrets ou casiers de section rec- tangulaire.
Dans la plupart des dispositions, les tableaux de distribution sont divisés en éléments dont chacun comporte
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des barres omnibus disposées horizontalement les unes au- dessus des autres dans un coffret ou casier de section rec- tangulaire, en-dessous duquel est fixé un coffret contenant les interrupteurs à couteau et en-dessous duquel peut aussi être fixé un coffret contenant les coupe-circuits amovibles, tandis qu'une botte d'entrée de câble est fixée au fond.Dans beaucoup de cas on aménage aussi des interrupteurs, servant à isoler les disjoncteurs, qui sont habituellement logés dans un coffret ou casier supplémentaire et qui généralement rem- placent les coupe-circuits.
La présente invention a pour but de procurer des constructions simplifiées et moins coûteuses, d'en améliorer l'aménagement électrique et de diminuer le volume occupé par les tableaux de distribution du genre spécifié.
Un élément de tableau de distribution conforme à la présente invention comporte une charpente allongée, ayant de préférence une section transversale rectangulaire, qui est divisée par des cloisons transversales en trois compar- timents dont un compartiment d'extrémité, de préférence ce- lui du fond, contient des barres omnibus et des bornes de disjoncteur connectées à celles-ci, et dont le compartiment d'extrémité opposé contient un groupe de bornes de disjonc- teur qui peuvent être connectées par exemple aux extrémités d'un câble traversant une botte d'entrée de câble, tandis que le compartiment médian contient plusieurs paires de con- tacts de disjoncteur alignés fixes et des contacts de traver- sée mobiles portés par un croisillon ou rotor qui peut tour- ner autour d'un axe longitudinal pour fermer et ouvrir le disjoncteur.
De préférence, les contacts fixes sont des con- tacts à mâchoires avec des mâchoires disposées tangentielle- ment, tandis que les traverses mobiles sont des barres longi-
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tudinales qui peuvent avoir une forme cylindrique aplatie.
De préférence, les contacts fixes et mobiles sont disposés de manière que lorsque le disjoncteur est fermé, chacun des contacts mobiles soit sensiblement en ligne avec les tiges de borne d'une paire de contacts fixes, lesquels sont sup- portés latéralement par leurs tiges.
L'invention couvre aussi, en tant qu'une partie d'un élément de tableau de distribution du genre spécifié ou en tant qu'une partie de l'élément de tableau de distribution précité, un disjoncteur comportant plusieurs paires de con- tacts nfixes" alignés, espacés longitudinalement, et un nom- bre égal de traverses coopérant avec ces contacts et portées par un croisillon ou rotor disposé entre les barres de con- tacts "fixes" et monté sur un arbre longitudinal à l'aide duquel on peut ouvrir et fermer le disjoncteur, les contacts "fixes" étant reliés, au moins par une extrémité, à des ti- ges longitudinales portées par un croisillon ou rotor coaxial, de manière qu'on puisse amener ces tiges en prise ou hors prise avec d'autres contacts fixes, ce qui permet, par exem- ple, d'isoler le disjoncteur des barres omnibus.
L'invention couvre aussi, en tant qu'une partie d'un élément de tableau de distribution du genre spécifié ou en tant qu'une partie de l'élément du tableau de distribu- tion précité, un disjoncteur comportant un groupe de contacts à .mâchoires disposés tangentiellement et fixés en cercle, un groupe de contacts à mâchoires semblables coaxiaux, et entre ces deux groupes de contacts à mâchoires, un croisillon ou rotor coaxial portant un groupe de tiges ou barres longitudi- nales qui, à la suite de rotations partielles de ce croisil- lon ou rotor, viennent en prise ou hors prise avec les paires de contacts correspondantes des deux groupes fixes.
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Des barrières isolantes circulaires peuvent être disposées pour la sécurité entre les groupes de contacts coopérant entre eux, et ces barrières peuvent être fixées aux rotors de manière à tourner avec eux. Des barrières radiales d'entre-phase peuvent être montées sur les rotors ou croisillons.
Le second croisillon ou rotor ou croisillon d'iso- lement peut être monté sur un manchon fou de l'arbre du croisillon du disjoncteur et on peut le faire tourner, par exemple, à l'aide d'une bielle reliée à une porte ou cou- vercle articulé qui peut être verrouillé de manière qu'on ne puisse l'ouvrir avant que le disjoncteur soit ouvert.
Le ressort d'ouverture du disjoncteur peut être enroulé autour de l'arbre de commande du disjoncteur ou être disposé de toute autre manière. Cet arbre peut être relié à un mécanisme de commande et de déclenchement logé dans le compartiment d'extrémité du tableau de distribution, dans lequel peuvent être disposés les transformateurs usuels et près duquel peut être fixée la botte d'entrée de câble. '
La charpente précitée comporte de préférence deux plaques d'extrémité parallèles rectangulaires réunies par quatre barres de fer longitudinales en forme de cornières, disposées aux angles des plaques. L'avant, l'arrière et les côtés peuvent être couverts par des tôles d'acier.
Toutefois, quand plusieurs éléments de tableau de distribution sont aménagés côte à côte de la manière usuelle, il ne faut fermer la charpente par des tôles d'acier (ou tôles analogues) qu'à l'arrière et à l'avant, tandis que les deux compartiments supérieurs d'une paire d'éléments de tableau de distribution adjacents peuvent être séparés par une plaque d'asbeste.
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Dans un exemple de construction d'un élément de tableau de distribution triphasé conforme à l'invention, établi pour 120 ampères sous 600 volts, la hauteur totale est d'environ 1 mètre et la section est un carré d'environ 19 centimètres de côté.
La manette ou volant à main servant à fermer le disjoncteur peut avantageusement être placé, avec tous autres instruments requis, à l'avant du compartiment supérieur de l'élément de tableau de distribution. L'interrupteur d'iso- lement peut éventuellement être actionné indépendamment d'une porte de visite.
Un contact à mâchoires nouveau, qu'on emploie de préférence pour le disjoncteur et/ou l'interrupteur d'isole- ment précité, est décrit ci-après.
Pour que l'invention soit clairement comprise et afin qu'on puisse la mettre à exécution, on en décrira ci- après un exemple de réalisation en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue de côté d'un élément de tableau de distribution conforme à l'invention, le panneau latéral étant enlevé.
Fig. 2 est une coupe horizontale suivant la ligne II-II de la Fig. 1, montrant le rotor d'isolement avec ses contacts à mâchoires et les contacts de traversée du disjonc- teur, et Figs. 3 et 4 sont respectivement une vue de côté et une vue de face d'un mécanisme d'enclenchement et de dé- clenchement qu'on peut avantageusement employer pour le ta- bleau de distribution représenté sur les Figs. 1 ét 2.
Sur la Fig. 1 des dessins annexés, la charpente allongée principale, qui en l'occurrence est disposée verti-
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calement, comporte quatre montants 1 en forme de cornière (dont deux seulement sont visibles sur le dessin) fixés aux angles de deux pièces parallèles 3 (Fig. 1) et 4 (Figs. 3 et 4), qui peuvent être des pièces matricées. Cette charpente est habituellement fermée par des tôles de fer ou des plaques d'asbeste, comme indiqué ci-dessus. Elle est divisée en trois compartiments principaux, désignés respectivement par 5, 6 et 7, à l'aide de deux cloisons transversales 8 et 9 dont la première porte rigidement un groupe de tiges de borne isolées 10 et dont la deuxième porte des tiges de borne isolées 11 reliées aux barres omnibus 12.
Les tiges de borne 10 peuvent être connectées, de la manière bien compréhensible aux gens de métier, aux extrémités d'un câble qu'on peut introduire dans une botte d'entrée de câble 13 fixée à l'arrière du compartiment supérieur 7. Ce compartiment peut contenir, sui- vant les circonstances, les transformateurs usuels ou même des coupe-circuits. Au-dessus du compartiment 7 est situé un quatrième compartiment 14 qui contient les organes de comman- de pour le disjoncteur et le mécanisme de déclenchement connexe, dont un exemple d'exécution est décrit ci-après avec référence aux Figs. 3 et 4.
Sur la Fig. 1 est montrée la manette de commande 15 du disjoncteur disposée à l'avant de l'élément de tableau de distribution; cette manette fait tourner d'un angle d'en- viron 60 degrés l'arbre de commande 16 du disjoncteur; qui est monté dans un palier du dessus de l'élément de tableau de distribution et traverse d'autres paliers disposés dans les cloisons 8 et 9. En 17 est représenté un bouton poussoir à l'aide duquel on peut déclencher le disjoncteur à la main.
Comme le montre la Fig. 2, ainsi que la Fig. l, les deux groupes 10 et 11 de tiges de borne à contacts portent à
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leurs extrémités inférieure et supérieure, respectivement, des contacts à mâchoires 18 et 19 qui sont fixés à ces ti- ges au moyen de pinces 20. En 21 sont représentés d'autres contacts à mâchoires qui sont montés de la manière décrite ci-après. Les contacts à mâchoires 18, 19 et 20 sont dispo- sés tangentiellement et répartis en cercle autour de'l'arbre 16, savoir dans le cas de la distribution triphasée représen- tée sur les dessins, sous des angles de 120 degrés les uns par rapport aux autres, comme on le voit clairement sur la Fig. 2.
A l'arbre 16 est fixé rigidement un croisillon ou rotor '86 et sur le même arbre 16 est monté fou un autre croi- sillon ou rotor 23 qui est représenté sur la Fig. 2. Sur le croisillon ou rotor 22 sont pincées au moyen de colliers de serrage 24 trois tiges verticales qui, au moins à leurs extrémités, ont une section cylindrique aplatie, comme indi- qué en 25 sur la Fig. 2; en outre ces tiges sont enrobées en leur milieu dans une matière isolante, comme indiqué en 26.
Les extrémités nues des tiges, faites de préférence en cuivre, sont agencées pour venir en prise ou hors prise, selon le sens de rotation du croisillon ou rotor 23, avec les contacts à mâchoires fixes 18 et 21 qui conjointement avec les tiges ou barres de traversée 25 constituent le disjoncteur ; la disposition représentée, celui-ci est un disjoncteur à air, mais il va de soi que les contacts précités peuvent être im- mergés dans l'huile à condition qu'on prenne des dispositions pour retenir de 1-'huile dans le compartiment médian 6.
On comprend que dans les conditions de fonctionne- ment habituelles chacun des contacts "fixes" inférieurs 21 du disjoncteur est disposé verticalement en-dessous d'un con- tact "fixe" 18. Les contacts à mâchoires 21 sont fixés au
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moyen de pinces 18 aux extrémités supérieures de tiges ou barres 27 qui sont isolées en 28 et pincées au moyen de col- liers de serrage 29 (Fig. 1) sur le croisillon inférieur 23 qui est le croisillon d'isolement.
Les extrémités inférieures des tiges ou barres 27 coopèrent avec d'autres contacts à mâchoire "fixes" 19, et on se rend compte que lorsqu'on a fait tourner le croisillon ou rotor 22 du disjoncteur pour ouvrir le circuit, on peut aussi faire tourner dans le même sens, mais d'un angle moindre, le croisillon ou rotor d'isole- ment 23, en vue d'isoler du disjoncteur les barres omnibus 12.
Ce mouvement du croisillon ou rotor d'isolement 23 peut être produit par un organe de commande convenablement verrouillé (non représenté), tel qu'une manette, mais dans la disposition représentée un bras vertical (non visible) de ce croisillon 23 est relié par une bielle 30 à un bouton 31 solidaire d'une porte de visite 32 qui est articulée en 33 sur le panneau avant de l'élément de tableau de distribution; cette porte est pourvue d'une manette 34 et est maintenue fermée au moyen de vis 35 qui peuvent être disposées de manière qu'on ne puis- se les actionner à moins que le disjoncteur n'ait été ouvert préalablement. On comprend que lorsque la porte 32 est ouver- te, elle donne accès aux-contacts du disjoncteur ou permet de les inspecter.
Si on se reporte plus particulièrement à la Fig. 2, on voit que les contacts à mâchoires de la forme préférée employée pour le disjoncteur et le tableau de distribution conformes à l'invention comportent un organe élastique 36 en forme d'U qui est de préférence fait en cuivre ou laiton feuil- leté et qui est fixé à l'aide d'un organe tel qu'une vis de serrage 37 au bout cylindrique 38 en forme de D prolongeant longitudinalement, mais excentriquement, les organes de pinçage
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18 et 20. Au besoin les mâchoires principales 36 peuvent être renforcées par des ressorts de soutien rigides en acier, de forme semblable, comme ceux indiqués en 39.
Dans la construc- tion préférée représentée sur la Fig. 2, les surfaces de contact proprement dites des mâchoires ne sont pas des sur- faces planes parallèles mais des surfaces courbes dont les convexités sont orientées l'une vers l'autre, de manière que la tendance à brûler au moment de l'ouverture et de la fer- meture des contacts coopérant entre eux soit diminuée ou qu'au moins ses effets soient réduits au minimum. On produit avantageusement ces surfaces courbes en fixant par pressage ou d'une autre manière aux extrémités des organes élastiques 36 des pièces plus courtes 40 qui sont elles aussi sensible- ment en forme d'U.
Le ressort de commande de l'arbre 16 du disjoncteur n'est pas représenté, mais on peut le disposer dans toute position appropriée. Par exemple il peut avoir la forme d'un ressort hélicoïdal entourant l'extrémité inférieure 16a de cet arbre et ancré à celui-ci et à la cloison 9. La manette de commande 15 est attachée à un arbre 41 (Figs. 3 et 4) qui entraîne l'arbre 16 par l'intermédiaire de roues coniques 42, ou bien on peut employer un autre mécanisme d'entraînement.
Le mécanisme à encliquetage de déclenchement, représenté à titre d'exemple, est agencé de la manière suivante.
Sur l'arbre 41 est monté rigidement un levier à deux bras 43 et 44 dont l'un, 43, comporte un bouton 45 destiné à être retenu par un levier lesté 46 pivotant sur la charpente en 47 et possédant un léger bras 48 situé en-dessous du bouton poussoir 17 rappelé par un ressort. Comme on peut s'en rendre compte rapidement en examinant la Fig. 4, la disposition est telle que lorsqu'on appuie sur le bouton poussoir 17, le cro-
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chet du levier 46 lâche le levier 43 et permet au disjoncteur de s'ouvrir sous l'action de son ressort d'ouverture. Quand on fait tourner l'arbre 41 à l'aide de la manette 15 pour fermer les contacts du disjoncteur, le bouton 45 vient en prise avec le crochet du levier 46 et est automatiquement retenu par celui-ci.
Un dispositif de déclenchement à solénoïde est re- présenté sur les dessins en plus du mécanisme de déclenche- ment à bouton poussoir. Le solénoïde est désigné par 49 et son noyau par 50; lorsque le solénoïde est excité, ce noyau heurte la queue d'un levier lesté 51 monté à pivot en 52 sur l'extrémité du bras 44 du levier décrit plus haut. Le levier 51 est prolongé au-delà de son pivot 52 et son extrémité por- te un bouton ou galet 53 qui est destiné à être pris par un autre bras 54 du levier précité 43, 44. Le poids de la partie inférieure du levier 51 amène ce levier à la position correc- te pour laquelle le bouton 53 du levier est pris et retient le bras 54 quand on veut faire tourner l'arbre 41 en vue de fermer les contacts du disjoncteur.
En examinant la Fig. 4 on voit-clairement qu'un soulèvement du bras inférieur du levier 51 a pour effet de libérer le bras 54 du levier principal, permettant ainsi au ressort d'ouverture d'ouvrir le disjonc- teur.
A titre d'illustration, on a représenté en 55 (Fig.2) les barrières isolantes d'entre-phase comme étant fixées à des parties saillantes 56 du croisillon ou rotor d'isolement 23, mais de préférence elles sont fixées au croisillon ou rotor du disjoncteur. En 57 (Fig. 1) est indiqué un disque isolant fixé au croisillon ou rotor isolant.
Des instruments ou un panneau à instruments peuvent être montés sur le dessus de l'élément de tableau de distri- bution.
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Il est bien entendu que diverses modifications de moindre importance, autres que celles déjà indiquées, peuvent être apportées à la disposition représentée, sans qu'on sorte du cadre de l'invention.