Disjoncteur à air comprimé comprenant un dispositif de commande pneumatique On connaît des disjoncteurs à air comprimé dans lesquels la commande des contacts est réalisée de façon simple par l'émission ou la suppression de pression dans des canalisations reliant les parties actives du disjoncteur au dispositif de commande qui est à la masse ; éventuellement, l'air comprimé de ces canalisations peut être utilisé pour assurer l'isole ment entre les contacts dans la position déclenché .
Ces dispositifs de commande sont simples mais présentent le grave inconvénient suivant : s'il se pro duit une rupture des canalisations isolantes (en céra mique ou autre matière), ou encore des fuites trop importantes pour être compensées par les installa tions de compression, les contacts peuvent réenclen- cher de façon intempestive.
La présente invention a pour but d'éviter cet in convénient et a pour objet un disjoncteur à air com primé comprenant un dispositif de commande pneu matique agencé de manière à pouvoir agir sur un pis ton qui est solidaire du contact mobile du disjoncteur et à maintenir sous pression une chambre de cou pure dans laquelle se trouve ledit contact lorsque ce dernier est en position d'ouverture, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande comprend deux co lonnes séparées d'alimentation pour la transmission des ordres de fermeture et d'ouverture du contact mobile, cette ouverture et cette fermeture étant pro duites par la mise sous pression de l'une des colon nes, tandis que l'autre est vidangée, et vice versa, suivant l'ordre donné, et des moyens assurant, en cas de baisse accidentelle de pression dans une desdites colonnes d'alimentation,
le maintien dudit contact dans la position qu'il occupe à ce moment-là.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exem ple, cinq formes d'exécution de l'invention.
Dans les trois premières (fig. 1, 3 et 4), le mouve ment de la pièce de contact mobile dans la chambre de coupure est produit, au déclenchement, par la mise à l'atmosphère d'une face d'un piston, et à l'en clenchement, par l'action d'un ressort.
Dans les deux dernières (fig. 5 et 6), le mouve ment de la pièce de contact mobile est produit par l'admission d'air comprimé sur l'une ou l'autre face d'un piston.
Les fig. 1, 3 et 5 représentent des disjoncteurs dans lesquels la manoauvre des valves de soufflage est pneumatique.
La fig. 2 est l'agrandissement d'une partie de la fig. 1.
La fig. 4 représente un disjoncteur comportant un dispositif de contrôle mécanique des valves de ma noeuvre de la chambre de coupure.
La fig. 6 représente un disjoncteur comportant un mécanisme à point mort pour fixer les positions enclenché et déclenché du contact mobile.
Les disjoncteurs représentés sont du type à souf flage et comprennent un dispositif de commande et d'alimentation de leur chambre de coupure agencé de manière à assurer l'isolement des contacts en position déclenché en maintenant ladite chambre sous pression.
La fig. 1 est une vue d'ensemble d'un dispositif de commande comprenant des colonnes isolantes et des conduits de liaison avec une chambre de cou pure et de sectionnement ; le même dispositif pourrait évidemment commander un nombre quelconque de chambres.
1 désigne une enceinte isolante contenant les con tacts mobile 2 et fixe 3 représentés en position en clenché . 4 désigne un piston de manoeuvre du con tact 2, qui peut venir reposer en 5 sur des joints d'étanchéité en position déclenché . Dans les autres parties du dispositif de commande d'ailleurs, on n'a pas représenté les différents joints d'étanchéité.
6 désigne une canalisation d'alimentation de la chambre de coupure en air comprimé ; 7 désigne deux clapets antiretour (représentés sous la forme de clapets à bille) qui permettent l'alimentation soit par une colonne 8, soit par une colonne 9, suivant que l'une ou l'autre est sous pression, ainsi qu'on la verra plus loin.
Les mécanismes 10 à 27 comprennent l'ensemble des organes de manaeuvre reliés électriquement à la masse. Le déclenchement du disjoncteur s'obtient par le remplissage de la colonne 8 et la vidange de la colonne 9, et, inversement, l'enclenchement s'obtient par le remplissage de la colonne 9 et la vidange de la colonne 8.
Sur la fig. 1, le disjoncteur est représenté en posi tion enclenché , la colonne 9 remplie d'air com primé et la colonne 8 mise à l'atmosphère.
Pour déclencher, l'alimentation d'une bobine D commande une soupape 10, qui, par une tuyauterie 11, admet de l'air comprimé sous les faces inférieures de deux pistons 12 et 13. Le piston 12 ouvre une soupape 14 qui admet l'air sous un piston 15 qui ouvre une soupape 16. L'ouverture de cette dernière provoque la mise sous pression de la colonne 8 ; le piston 15 obture l'extrémité d'un conduit 29 (sup primant la mise à l'atmosphère de ce dernier) et il présente un orifice 17 permettant le maintien de ce piston dès que la colonne 8 est remplie d'air com primé. Le piston 13 ouvre une soupape 18 qui met à l'atmosphère l'air situé dans un espace 19 situé sous la face inférieure d'un piston 20.
Dans son mouvement vers le bas, le piston 20 permet la refer- meture d'une soupape 21, dont la tige s'appuie sur lui. La colonne 9 se vide alors par un orifice 22.
Il est clair que ce verrouillage symétrique et réci proque des pistons 15 et 20 permet, tantôt l'alimen tation en air comprimé du conduit 29 et la vidange du conduit 30, et tantôt la vidange du conduit 29 et l'alimentation en air comprimé du conduit 30.
Dans cette commande de déclenchement, l'air comprimé provoque - d'une part, le déplacement d'un piston 31 et d'une soupape 32 qui provoque la vidange de l'air com primé contenu à l'intérieur de la tige de contact 2 et dans les enceintes situées en aval. Ce piston 31 présente un trou calibré mettant en communica tion les volumes amont et aval de l'enceinte 33, et provoquant automatiquement, après un temps déterminé, le retour du piston 31 à sa position initiale sous l'action d'un ressort. Le soufflage est donc ainsi limité à la durée désirée.
- d'autre part, un piston 34 est poussé au fond de son logement (dans la direction de la canalisa tion 9) ; un poussoir qui en est solidaire libère le poussoir d'un clapet 35, mais ce dernier reste ouvert sous l'action de la pression ; une pièce 37 se déplace vers la droite, un joint 38 vient s'ap- pliquer sur son siège et met à l'atmosphère, par des canalisations 39 et 40, l'air comprimé situé sous le piston 4, en provoquant ainsi le déclen chement du contact 2. En fin de course de la pièce 37, la queue d'une soupape 36 vient buter contre la paroi de la canalisation 39 ; la soupape 36 en s'ouvrant assure l'alimentation, par la chambre de coupure, de la chambre du clapet 35.
Cette alimentation de la chambre du clapet 35 agit en cas de rupture de la canalisation 8 ou de baisse accidentelle de pression en amont de cette canalisation ; en raison de la pression régnant dans la chambre du clapet 35, celui-ci s'applique sur son siège de sorte que le contact 2 est maintenu en posi tion déclenché ; toujours dans l'hypothèse de la rupture de cette canalisation 8, le clapet 7 corres pondant évite la vidange de l'air comprimé contenu dans la chambre 1. La rupture de la canalisation 9 n'aurait aucune importance pour le disjoncteur se trouvant en position déclenché .
Pour enclencher, l'alimentation d'une bobine E commande une soupape 23, qui, par une tuyauterie 24, admet l'air comprimé sous les faces inférieures de deux pistons 25 et 26. Le piston 25 ouvre une soupape 27 ; cette dernière déplace le piston 20, ferme l'orifice 22 et ouvre la soupape 21, de sorte que l'air du réservoir remplit la colonne 9. Le piston 26 met à l'atmosphère la face inférieure du piston 15 et la soupape 16 est ramenée sur son siège par son ressort et la pression, et en même temps le piston 15 découvre l'orifice 28 qui permet la mise à l'at mosphère de la colonne 8.
La mise sous pression de la canalisation 9 provoque le retour à sa position initiale du piston 34 qui, par le jeu des poussoirs représentés, provoque l'ouverture du clapet 35, donc le retour vers la gauche de la pièce 37 et la remise sous pression de la canalisation 39 (donc le réen- clenchementdu contact 2 sous l'action de son ressort) ; la soupape 36 sous l'action de la pression vient repo ser sur le fond de la pièce 37 et assure l'étanchéité.
L'alimentation de la chambre 1 en air comprimé est assurée par le clapet 7. Une rupture de la cana lisation 9 ne provoquerait que le retour en arrière du piston 34 (sans conséquence), le clapet antiretour 7 éviterait la vidange de la chambre 1 qui demeurerait ainsi prête à une nouvelle man#uvre. Quant à la rup ture de la canalisation 8, elle n'aurait aucune consé quence dans cette position enclenché du dis joncteur.
On reconnaîtra en 41 et en 42 deux indicateurs de pression à plusieurs contacts, verrouillant les bo bines d'enclenchement et de déclenchement et action nant un dispositif d'alarme 43 dans le cas d'une ano malie de pression, par exemple disparition de pres sion simultanée sur les deux colonnes. 44 est un dis positif de verrouillage sensible à la pression.
La fig. 2 est une représentation agrandie et plus détaillée du mécanisme sous tension selon la fig. 1. La fig. 3 représente une variante de ce méca nisme. Alors que, dans le mécanisme selon la fig. 2, l'étanchéité de la chambre 1 est assurée par la sou pape 36 sous l'action d'un ressort 45, dans la fig. 3, l'étanchéité de la chambre 1 est assurée par la sou pape 38 sous l'action de la pression elle-même. Le disjoncteur est représenté en position enclenché. Pour déclencher, on agit sur la soupape 10, ce qui, comme on l'a vu précédemment, conduit à alimenter en air comprimé la colonne 8 et à mettre à l'atmosphère la colonne 9.
L'alimentation de la colonne 8, d'une part déplace vers la gauche le piston 31 et ouvre la sou pape 32 mettant à l'atmosphère l'intérieur du con tact creux 2, et d'autre part, fait pénétrer de l'air comprimé par un orifice 46 d'un clapet 35 qui est ouvert. L'air arrive sur la face de gauche d'un piston différentiel 47, déplace ce piston vers la droite et dé colle de son siège la soupape 38, de sorte qu'une alimentation s'établit par un orifice 48. Le déplace ment vers le bas du contact mobile 2 est obtenu par mise à l'atmosphère de l'espace situé sous le piston 4 à l'aide de la tuyauterie 39, de la soupape 38 et de l'orifice 40. La soupape 38 ferme la chambre de cou pure en appuyant sur son siège 49.
Pour enclencher, la mise à l'atmosphère de la colonne 8 et l'admission d'air comprimé dans la co lonne 9 provoquent le déplacement vers la gauche du piston différentiel 47, dont la face de plus grand dia mètre 50 est soumise à la pression de l'air. Le mouve ment du piston 47 permet la fermeture de la soupape 38, ce qui assure l'étanchéité de la chambre de cou pure et permet, simultanément, l'admission de l'air comprimé sur la face inférieure du piston 4 et le mouvement ascendant du contact 2 sous l'action de son ressort.
En variante, comme le représente la fig. 4, on peut utiliser dans la partie du dispositif de commande sous tension précédemment décrite, un mécanisme à bascule dont les deux positions sont assurées par un ressort 56 formant partie d'une genouillère à point mort. Dans cette disposition, deux soupapes 52 et 53 sont liées entre elles à l'aide d'un balancier 54. Ce dernier tourne autour d'un axe fixe 55 et comporte deux positions de repos extrêmes qui correspondent aux deux positions de détente du ressort 56.
Pour déclencher le disjoncteur, l'ouverture de la soupape 10 admet, comme on l'a vu précédemment, de l'air comprimé dans la colonne 8, qui déplace vers le haut un piston 51, ouvre la soupape 52 et ferme la soupape 53, grâce à la rotation du balancier 54 autour de son axe fixe 55. L'ouverture de la soupape 52 provoque la mise à l'atmosphère de la face inférieure du piston 4 et le fonctionnement est identique à celui décrit précédemment.
Pour enclencher le disjoncteur, l'ouverture de la soupape 23 met la colonne 8 à l'atmosphère et admet l'air comprimé dans la colonne 9, ce qui provoque la fermeture de la soupape 52 et l'ouverture de la soupape 53. Cette opération équilibre la pression sur les deux faces du piston 4. Le ressort agissant sur le contact 2 provoque alors la fermeture comme on l'a vu précédemment.
Au lieu de réaliser un dispositif de commande assurant l'enclenchement à l'aide d'un ressort agis sant sur le contact mobile et le déclenchement par dépression, on peut réaliser les deux opérations d'en clenchement et de déclenchement par une mise sous pression. La fig. 5 représente une forme d'exécution comportant un dispositif de commande à fonctionne ment entièrement pneumatique ; la fig. 6 montre une variante comprenant un mécanisme à genouillère bloqué par un ressort en chacune de ses deux posi tions extrêmes pour fixer les positions enclenché et déclenché du contact mobile 2.
Dans le disjoncteur selon la fig. 5, pour enclen cher, la manoeuvre de la soupape 23 met à l'atmo sphère la colonne 8 et admet dans la colonne 9 de l'air comprimé qui, par un tuyau 57, réalise l'équi libre des pressions sur les deux faces d'un piston 58. Un ressort 59 ramène une soupape 60 sur son siège et le piston 58 vers la gauche. Cette opération pro voque la mise à l'atmosphère de la face supérieure du piston 4 grâce à un conduit 61 et à un orifice 67 découvert par le mouvement du piston- 58. En même temps, un tuyau 62, alimenté par la colonne 9, pro voque le déplacement vers la droite d'un piston 63 qui entraîne dans le même sens une soupape 64.
Cette dernière admet la pression sur la face inférieure du piston 4 qui enclenche le contact 2 sous l'action simultanée de son ressort d'enclenchement et de la pression. Ensuite, avec une temporisation qui est fonction de la grandeur d'un orifice 65 du piston 63, la pression s'équilibre sur les deux faces du piston 63 qui revient vers la gauche sous l'action d'un ressort 66, refermant ainsi la soupape 64.
Pour déclencher, la manoeuvre de la soupape 10 met à l'atmosphère la colonne 9 et admet l'air com primé dans la colonne 8, ce qui provoque l'ouverture d'une soupape 32, déplace vers la droite le piston 58, ouvre la soupape 60 et introduit par le conduit 61 l'air de la chambre de coupure sur la face supé rieure du piston 4, l'alimentation du cylindre conte nant le piston 58 étant réalisée par l'orifice 67 qui le traverse. L'action de l'air comprimé sur la face supé rieure du piston 4 provoque le déclenchement du contact mobile 2.
Le fonctionnement du disjoncteur de la fig. 6 est le suivant Pour enclencher, l'ouverture de la soupape 23 met à l'atmosphère la colonne 8 et les deux faces des pistons 68 et 31 et admet l'air comprimé dans la colonne 9. L'air comprimé admis par le conduit 69 déplace vers le haut un piston 70 et ouvre une sou pape 71 qui introduit l'air comprimé sur la face inférieure du piston 4 ce qui provoque la fermeture du contact en inversant la position de la genouillère 72. Le ressort 73 assure la position enclenché en bloquant la genouillère au point mort supérieur du mécanisme.
Puis, la pression s'équilibre sur les deux faces du piston 70 grâce à un orifice de temporisation 74, et, sous l'action de son ressort, la soupape 71 se referme en mettant par une ouverture 75 la face in férieure du piston 4 à l'atmosphère.
Pour déclencher, l'ouverture de la soupape 10 met à l'atmosphère la colonne 9 et les deux faces du piston 70 et admet l'air comprimé dans la colonne 8. L'air admis dans un conduit 76 déplace le piston 31 et ouvre la soupape 32. L'air pénétrant par un con duit 77, déplace vers le haut le piston 68, ouvre une soupape 78, et l'air comprimé est admis sur la face supérieure du piston 4, ce qui provoque le mouve ment vers le bas du contact mobile 2 et l'inversion de la genouillère 72. Le ressort 73 assure la position déclenché en bloquant la genouillère au point mort inférieur du mécanisme.
Puis, la pression s'équi libre sur les deux faces du piston 68 grâce à un ori fice de temporisation 79, et, sous l'action de son res sort, la soupape 78 se referme en mettant par une ouverture 80 la face supérieure du piston 4 à l'at mosphère.
On notera, en particulier, sur la fig. 6, qu'un retour temporisé mais rapide des pistons 68 et 70 permet d'évacuer en très peu de temps, après un délai déterminé, l'air de manoeuvre admis sur l'une ou l'autre face du piston 4, préparant ainsi la ma noeuvre suivante, ce qui est spécialement intéressant pour les cycles de réenclenchement ultra-rapide.
On notera également deux points importants qui existent dans toutes les formes d'exécution décrites 1. Comme on l'a vu pour le disjoncteur de la fig. 1, la rupture de la canalisation sous pression, lorsqu'il est en position déclenché , n'entraîne pas la refermeture du disjoncteur.
2. Sur les canalisations d'alimentation des diverses chambres de coupure en série d'un pôle de disjonc teur sont disposés des clapets antiretour (schématisés sur la plupart des figures par des billes 7). Ces cla pets ont pour but d'éviter d'une part que la rupture d'une canalisation de commande 8 ou 9 entraîne la vidange totale des chambres de coupure, et, d'autre part, qu'une fuite dans une chambre de coupure provoque la vidange des chambres de coupure voi sines.
Dans ce cas, comme décrit dans le brevet suisse NO 353056 de la titulaire, on peut faire en sorte que, même lors d'une disparition totale de la pression dans une chambre de coupure, l'ensemble des autres chambres de coupure soit en mesure de tenir la tension.
Dans le disjoncteur selon la fig. 6, il est en outre possible d'adopter une distance d'ouverture suffisante, entre les contacts de chaque chambre de coupure, de telle façon que le disjoncteur tienne la tension. même en cas de dégonflage complet, étant donné que quels que soient la cause et l'emplacement de la fuite, le disjoncteur reste en position déclenché , grâce au mécanisme à point mort.