Sectionneur rotatif à haute tension Pratiquement tous les sectionneurs rotatifs actuel lement connus présentent un couple d'enclenchement qui, pour une même intensité, est proportionnel à la tension pour laquelle il est prévu. En effet, la valeur de la pression entre les contacts mobiles et fixes est uniquement fonction de l'intensité, de sorte que la force nécessaire pour introduire le contact mobile, porté par le bras du sectionneur, dans le contact fixe est uniquement dépendante de l'intensité nominale pour laquelle le sectionneur est prévu.
Le couple d'enclenchement est égal à cette force d'introduc tion des contacts multipliée par la longueur du bras portant le contact mobile, ce bras étant actionné par l'arbre autour duquel il pivote. La longueur de ce bras est déterminée par des distances d'isolement dé pendant de la tension nominale pour lesquelles le sec tionneur est prévu.
On arrive pour de hautes tensions à des couples d'enclenchement de l'ordre de 100 kgm, et plus, ce qui oblige à prévoir des moteurs d'actionnement volu mineux et coûteux et, en cas de panne de ce mo teur, un homme seul ne peut plus actionner le sec tionneur.
La présente invention a pour objet un sectionneur rotatif à haute tension, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif d'actionnement reliant un ar bre d'entraînement en rotation à un dispositif de contact mobile constitué par au moins une paire d'éléments de contact mobiles parallèles situés dans un même plan perpendiculaire à cet arbre d'entraîne ment et symétriquement de part et d'autre de cet arbre,
par le fait qu'au moins un contact fixe d'ame née ou de départ du courant constitue une butée située sur le chemin de l'un desdits éléments de con tact mobiles et limite la rotation du dispositif de contact mobile,
par le fait que ledit dispositif d'ac- tionnement relie mécaniquement le dispositif de con- tact mobile à deux points solidaires de l'arbre d'en traînement et disposés de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal du dispositif de contact mobile de manière à provoquer - lorsqu'au moins l'un des éléments de contact mobiles bute contre le contact fixe, et lors d'un déplacement angulaire sub séquent de l'arbre d'entraînement - un déplace ment longitudinal desdits éléments de contact mobi les en sens inverses l'un de l'autre, ce déplacement provoquant l'engagement du contact fixe entre les éléments de contact mobiles,
et par le fait qu'il com prend un dispositif de serrage tendant à rapprocher élastiquement l'un de l'autre lesdits éléments de con tact mobiles de manière à provoquer le pincement du contact fixe entre les éléments de contact, mobiles.
Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, quatre formes d'exécution du sec tionneur rotatif à haute tension selon l'invention.
La fig. 1 est une élévation, partiellement en coupe, de la première forme d'exécution en position enclenchée.
La fig. 2 est une vue en plan de la première forme d'exécution en position enclenchée.
La fig. 3 est une vue simplifiée et à plus petite échelle du même sectionneur rotatif en position ou verte.
La fig. 4 est une vue simplifiée et à plus petite échelle du même sectionneur rotatif en position inter- médiaire.
La fig. 5 est une vue en plan partielle d'une se conde forme d'exécution en position enclenchée.
La fig. 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la fig. 5.
La fig. 7 est une vue en plan partielle d'une troisième forme d'exécution en position enclenchée. La fig. 8 est une coupe selon la ligne VIII-VIII de la fig. 7. La fig. 9 est une vue en plan partielle d'une qua trième forme d'exécution en position enclenchée.
La fig. 10 est une coupe selon la ligne X-X de la fig. 9.
La fig. 11 est une coupe selon la ligne XI-XI de la fig. 9.
Le sectionneur rotatif à trois colonnes illustré au dessin comporte un bâti 1 portant deux colonnes isolantes extrêmes 2 et sur lequel pivote, par l'une de ses extrémités, une colonne isolante centrale 3 constituant un axe d'entraînement. Chacune des co lonnes extrêmes porte un contact d'arrivée 4 ou de départ 5 respectivement.
La colonne centrale 3 porte un dispositif de con tact mobile destiné à relier les contacts fixes 4 et 5 lorsque le sectionneur est enclenché. Ce dispositif de contact mobile est constitué par au moins une paire d'éléments parallèles dont l'une des extrémités de chacun d'eux est reliée mécaniquement à la colonne centrale par un dispositif d'actionnement.
Dans la première forme d'exécution illustrée aux fig. 1 et. 2, l'extrémité libre de la colonne centrale 3 porte quatre flasques, deux externes 6 et deux internes 7 solidaires axialement et angulairement de ladite colonne.
Le dispositif de contact mobile de cette première forme d'exécution est constitué par deux paires d7élé- ments de contact rectilignes et parallèles, constituées chacune par deux barres 8 et 9 de section rectangu laire.
Chacune des barres 8 est engagée dans l'espace compris entre deux flasques externe et interne et si tué d'un côté de l'axe de la colonne centrale 3, tan dis que chacune des barres 9 est engagée dans l'es pace correspondant situé de l'autre côté de l'axe de la colonne centrale 3.
Des dispositifs de serrage relient les extrémités des éléments de contact et tendent à rapprocher ceux-ci l'un de l'autre.
L'un de ces dispositifs de serrage comporte deux plaques 10 fixées rigidement sur la face inférieure de la barre inférieure 8 et sur la face supérieure de la barre supérieure 8 respectivement, et qui s'éten dent au-delà des barres 9. Chaque plaque 10 com porte une lumière 11 dans laquelle est engagée une des extrémités d'un galet 12 maintenu en contact avec la tranche extérieure de la barre 9 correspon dante au moyen d'un ressort 13 attaché d'une part à ce galet et d'autre part à un axe 14 reliant les deux plaques 10 entre elles.
Le second de ces dispositifs de serrage est iden tique au premier mais toutefois les plaques 10 sont fixées rigidement sur l'extrémité des barres 9 et le galet 12 prend appui sur la tranche externe des bar res 8.
Le dispositif de contact mobile comporte encore un dispositif d'actiônnement comportant deux bielles 15, 16 dont l'une des extrémités est engagée entre les flasques internes 7 et est pivotée sur ceux-ci au moyen d'axes 17, 18 respectivement, diamétralement opposés et disposés dans un plan formant un cer tain angle avec le plan de symétrie longitudinal du dispositif de contact mobile.
L'une des extrémités de la bielle 15 est pivotée sur un axe 19 solidaire des plaques 10 fixées sur les barres 9, tandis que son autre extrémité est reliée au moyen d'un ressort 21 à une oreille 20 portée par l'extrémité de la bielle 16 pivotée sur un axe 22 solidaire des plaques 10 fixées sur les barres 8. L'autre extrémité de la bielle 16 est reliée par un ressort 23 à une oreille 24 portée par la bielle 15 et située à proximité de l'extrémité de celle-ci qui est pivotée sur l'axe 19.
De cette manière, l'une des extrémités de chacun des éléments de contact mobiles est reliée à un point solidaire de la colonne centrale au moyen d'une bielle ; cette extrémité d'élément de contact mobile et ce point solidaire de la colonne sont situés de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal du dis positif de contact mobile.
Ces ressorts 21 et 23 tendent à maintenir le dis positif de contact mobile dans sa position ouverte illustrée aux fig. 3 et 4, pour laquelle les deux élé ments de contact mobiles sont décalés longitudinale ment l'un par rapport à l'autre.
Dans cette première forme d'exécution, les con tacts fixes 4 et 5 comportent encore une portion de plus grand diamètre 25, 26 respectivement, se si tuant, lorsque le sectionneur est enclenché, entre les deux barres de contact mobiles.
Le sectionneur comporte encore un organe de manoeuvre 27 solidaire de la colonne centrale et per mettant de faire pivoter celle-ci.
Le fonctionnement du sectionneur rotatif à trois colonnes décrit est le suivant En position déclenchée, les organes du section neur sont dans les positions relatives illustrées à la fig. 3, le dispositif de contact mobile forme un angle a avec une droite passant par les deux contacts fixes 4, 5, et la plus courte distance entre l'un de ces con tacts fixes et le dispositif de contact mobile est supé rieure ou égale à la distance d'isolement nécessaire pour la tension nominale du sectionneur. Les élé ments de contact mobiles sont parallèles mais déca lés longitudinalement l'un par rapport à l'autre et maintenus dans cette position par des ressorts 21 et 23.
Pour enclencher le sectionneur, l'opérateur dé place angulairement l'organe de manoeuvre 27 dans le sens de la flèche f ce qui provoque, par l'intermé diaire du dispositif d'actionnement, la rotation du dispositif de contact mobile porté par la colonne cen trale 3. Lorsque l'opérateur provoque un déplace ment angulaire ce dispositif de contact mobile d'un angle égal à a, l'une des extrémités de chaque barre 8 vient buter contre le contact fixe 4 tandis que l'ex trémité opposée de chaque barre 9 vient buter contre le contact fixe 5.
Le sectionneur est alors situé dans la position intermédiaire illustrée à la fig. 4. L'opérateur continue à exercer une poussée sur l'organe de manoeuvre dans le sens de la flèche f ce qui provoque une rotation subséquente de la colonne centrale 3, mais les éléments de contact mobiles bu tant contre les contacts fixes 4 et 5, les flasques 6, 7 glissent alors sur les barres 8 et 9 en entraînant les bielles 15 et 16 dans leur rotation, ce qui provo que un déplacement longitudinal des éléments de contact mobiles l'un par rapport à l'autre dans le sens des flèches g et donc l'engagement des contacts fixes 4 et 5 entre les extrémités des éléments de con tact mobiles.
Le sectionneur est alors en position en clenchée illustrée aux fig. 1 et 2. Dans cette posi tion, les ressorts 13 assurent la pression de contact nécessaire pour l'intensité nominale du sectionneur.
L'agencement décrit permet donc de dissocier l'opération tendant à amener le dispositif de contact mobile en position intermédiaire contre les contacts fixes et l'opération d'enclenchement proprement dite.
La pression de contact étant une valeur propor tionnelle à l'intensité nominale du sectionneur, géné ralement de 20 à 70 g./A et le coefficient de frotte ment entre les contacts fixes 4, 5 et les éléments de contact mobiles étant déterminé, ce coefficient de frottement étant de l'ordre de 0,2 pour des section neurs, il est possible, connaissant l'intensité nominale d'un sectionneur de déterminer la force nécessaire pour enclencher celui-ci, c'est-à-dire pour déplacer les éléments de contact mobiles en vue de serrer les contacts fixes 4, 5 entre eux.
Cette force F est pra tiquement la même que celle nécessitée pour l'intro duction du couteau d'un sectionneur connu de même intensité dans des broches de contact.
Dans le cas du sectionneur décrit, le couple d'en clenchement est égal à la force F appliquée aux axes 19 et 22 par exemple, multipliée par le bras de levier x, distance séparant l'axe de rotation de la colonne centrale 3 de l'intersection de l'axe de cha cune des bielles 15, 16 respectivement avec un plan perpendiculaire aux éléments de contact mobiles et contenant l'axe de rotation de la colonne centrale. Cette distance x étant faible, il est évident que le couple d'enclenchement est également limité à une valeur aussi faible que possible. En outre cette dis tance x ne dépend que des dispositions constructives du dispositif de contact mobile et ne varie pratique ment pas avec la puissance nominale du sectionneur.
De cette manière, le couple d'enclenchement n'est plus proportionnel à la puissance nominale du sec tionneur comme c'était le cas jusqu'ici, mais est pro portionnel à l'intensité nominale seulement dudit sec tionneur. Cette particularité présente de très impor tants avantages pour les sectionneurs à haute tension et à grandes intensités.
En effet, alors que le couple d'enclenchement d'un sectionneur actuel à trois colonnes d'une puis sance de 325 MVA sous une tension de 150 KV s'élève à 250 Kgm, le couple d'enclenchement d'un sectionneur rotatif tel que décrit, présentant les mê- mes caractéristiques électriques, est de 26 Km seu lement.
En outre-le sectionneur décrit est spécialement robuste et est capable de supporter des intensités de court-circuit très grandes sans que le dispositif de verrouillage prévu pour maintenir le sectionneur en position enclenchée doive être dimensionné pour sup porter les efforts provoqués par un court-circuit. Ce dispositif de verrouillage doit compenser uniquement les efforts dus aux ressorts 21, 23. En effet, du fait de la disposition symétrique et parallèle des éléments de contact mobiles entourant les contacts fixes 4, 5, les forces électromagnétiques s'exerçant perpendicu lairement au plan longitudinal de symétrie du dis positif de contact mobile se compensent.
Pratiquement, la longueur du dispositif de con tact mobile est suffisante pour que les forces élec tromagnétiques d'attraction des deux éléments de contact mobiles d'une même paire soient au moins égales aux forces dues au resserrement des lignes. de force aux points de contact et tendent à écarter les dits éléments de contact.
En outre, les forces électromagnétiques dues à un éventuel effet de boucle et tendant à faire glisser le dispositif de contact mobile dans une direction parallèle à la colonne centrale ne peuvent pas dépla cer le dispositif de contact mobile, celui-ci prenant appui sur les parties 25, 26 de plus grand diamètre des contacts fixes 4, 5.
La forme d'exécution illustrée aux fig. 5 et 6 est analogue à la première forme d'exécution ; tou tefois les barres 8, 9 du dispositif de contact mobile sont remplacées par des profilés 28, 28a en forme de U dont les parties dorsales se font face.
Ces profilés 28, 28a sont situés entre les deux flasques extérieurs, tandis que les bielles 15, 16 sont situées entre les flasques intérieurs de la colonne cen trale. En outre les ressorts 21 et 23 sont attachés d'une part sur l'extrémité d'une des bielles 15, 16 et d'autre part sur des tétons 29, 30 respectivement portés par un flasque 31 solidaire axialement seu lement de la colonne centrale.
Les dispositifs de serrage des éléments de con tact mobiles comportent chacun deux ressorts 32, 33 situés de part et d'autre des profilés 28, 28a et des tinés à remplacer le ressort 13.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exé cution est en tous points identique à celui de la pre mière.
La troisième forme d'exécution illustrée aux fig. 7 et 8, comporte des éléments de contacts mobiles tubulaires 34, 35 engagés dans la gorge d'une pou lie 37 tournant librement, mais dont la position axiale est fixée par rapport à la colonne centrale. Les bielles 15, 16 pivotées à l'une de leurs extrémités sur les dispositifs de serrage des contacts mobiles sont pivo tées par leur autre extrémité sur un flasque 45 soli daire de la colonne 3.
Chaque dispositif de serrage comporte deux pla ques 36 situées de part et d'autre des tubes 34, 35 et reliées entre elles par des galets 38 s'appuyant sur la génératrice extérieure d'un tube 34 ou 35. Ce tube comporte une lumière 39 le traversant de part en part et donnant passage à une tige 40 dont cha cune des extrémités est fixée sur une plaquette 41 et traverse une des plaques 36 par une ouverture suf fisamment grande pour permettre les déplacements relatifs de cette tige et de ces plaques nécessaires pour assurer un bon pincement des contacts fixes 4, 5 entre les éléments de contacts.
Ces plaquettes 41 sont pivotées en 42 sur les plaques 36 et sur le tube ne comportant pas de lumière en 43.
Les ressorts 21 et 23 sont situés chacun à l'inté rieur d'un tube et attachés d'une part à la tige 40 et d'autre part à un rivet 44 fixé sur chacun des tu bes 34, 35.
Ces ressorts assurent simultanément le maintien en position décalée des tubes et leur rapprochement l'un vers l'autre, en vue de créer la pression de ser rage par pivotement des plaquettes autour de l'axe 42.
Les contacts fixes 4, 5 comportent des appuis 46 situés de part et d'autre des tubes 34, 35 en posi tion enclenchée du sectionneur et maintenant ceux- ci en position lors de court-circuit.
Le fonctionnement de cette troisième forme d'exé cution est identique à celui des deux précédentes. La quatrième forme d'exécution illustrée aux fig.
9 à 11 comporte des éléments de contact tubulaires 34, 35, présentant une section transversale circu laire ou polygonale, engagés entre deux guides 47 solidaires de la colonne centrale. Les bielles 15, 16 sont pivotées chacune à l'une de leurs extrémités sur un des dispositifs de serrage et par l'autre de leurs extrémités sur les extrémités opposées d'une biellette 48 fixée rigidement sur et symétriquement par rap port à la colonne centrale 3.
Chaque dispositif de serrage comporte une paire de plaques 36 situées de part et d'autre des tubes 34, 35, reliées l'une à l'autre et fixées rigidement sur l'un des tubes 34, 35 au moyen d'organes de serrage 49, 50. Ces plaques s'étendent au-delà de l'autre tube et sont reliées par l'intermédiaire d'une goupille 51.
Le tube sur lequel la paire de plaques 36 n'est pas fixée comporte une lumière 52 traversée par une bride 53 fixée à chacune de ses extrémités sur l'une des plaques 36.
Les ressorts 21 et 23 assurant le maintien en posi tion de repos du dispositif de contact mobile sont situés à l'intérieur des tubes et sont attachés d'une part à la bride 53 et d'autre part à une des extré mités d'un fer plat 54 qui est traversé, à proximité de son autre extrémité, par l'organe de serrage 49.
Le dispositif de serrage comporte encore deux plaquettes 41 triangulaires disposées de part et d'au tre des plaques 36 et pivotées à proximité de l'un de leurs sommets sur la goupille 51. Ces plaquettes 41 sont reliées entre elles à chacun de leurs sommets respectivement par une goupille 55 traversant les plaques 36 et le tube sur lequel ces dernières sont fixées par une fente 56, et par un galet 57 prenant appui sur la face externe de l'autre tube. Un ressort 58 relie l'extrémité libre adjacente du fer plat 54 à la goupille 55 et tend à faire pivoter les plaquettes 41 autour de la goupille 51 et donc à rapprocher les deux tubes par l'action du galet 57 sur l'un de ces tubes.
Ce dispositif de serrage présente l'avantage, sur celui de la troisième forme d'exécution, de rendre la pression de serrage des tubes contre les contacts fixes (due aux ressorts 58) indépendante de la force des ressorts 21, 23 tendant à maintenir le dispositif de contact mobile dans sa position de repos.
Le fonctionnement de cette quatrième forme d'exécution est similaire à celui des formes d'exé cution décrites précédemment.
Le sectionneur décrit présente donc les avantages suivants par rapport aux sectionneurs actuels 1. Réduction du couple d'enclenchement, ce couple est fonction de l'intensité nominale seulement et non plus de la puissance nominale.
2. Le dimensionnement du mécanisme de verrouil lage de la commande est déterminé par les res sorts 21, 23 et par le bras de levier x seulement, le sectionneur étant capable, de par sa construc tion même, de supporter les forces électromagné tiques créées lors de courts-circuits.
3. Le dimensionnement des paires d'éléments de contact peut être grandement réduit. En effet ceux-ci ne subissent plus d'effort de flexion com me c'est le cas dans les dispositifs de contact actuels mais seulement des efforts de compres sion ou de traction.
4. Le dispositif de contact mobile n'a pas besoin, comme c'était le cas jusqu'ici, d'être réalisé avec précision pour assurer son bon fonctionnement. En effet il suffit que les contacts fixes présentent une hauteur suffisante pour que le dispositif de contact mobile même très grossièrement exécuté; puisse fonctionner avec satisfaction.
Avec le sectionneur décrit, tous les problèmes relatifs au positionnement exact des éléments des contacts mobiles par rapport aux contacts fixes pour leur engagement sont écartés.
La forme ou la disposition des éléments de con tact, bielles, ressorts, dispositifs de serrage pourrait être différente de celle décrite pour autant qu'une rotation de la colonne centrale entrame le dispositif de contact mobile en rotation si rien ne s'oppose à la rotation de celui-ci et provoque un déplacement longitudinal relatif des éléments de contacts si la rotation du dispositif de contact est empêchée.
Il est évident que le sectionneur rotatif décrit pourrait comporter des éléments de contact disposés asymétriquement par rapport à l'arbre d7entraine- ment en rotation, c'est-à-dire que la distance sépa rant cet arbre d'entrainement du contact fixe d'arri- vée 4 pourrait être différente de celle séparant ce même arbre d'entraînement du contact fixe de dé part 5.
En outre, bien que le sectionneur décrit soit à trois colonnes, il pourrait être utilisé pour des mises à terre. Dans ce dernier cas, la colonne centrale serait Fonductrice de courant et directement reliée à la terre ; elle constituerait donc directement le contact de départ 5 et le dispositif de contact mobile ne com prendrait qu'une branche coopérant avec un contact fixe d'arrivée. Dans une telle forme de réalisation, il est évident que ce sectionneur serait asymétrique par rapport à l'arbre d'entraînement.
Dans le cas d'un sectionneur asymétrique, la longueur de la fraction du dispositif de contact mo bile située d'un côté de l'arbre d'entraînement et ne devant pas entrer en contact avec un contact fixe est déterminée par la construction du dispositif d'action- nernent. Les bielles 15, 16 ne sont plus alors fixées à proximité de l'extrémité du dispositif de contact mobile devant coopérer avec un contact fixe, mais en un point situé entre cette extrémité et l'arbre d'entraînement.
Le sectionneur rotatif décrit peut évidemment être utilisé dans des installations prévues pour être situées soit à l'extérieur soit à l'intérieur d'un bâti ment.
En outre, le dispositif de contact mobile ainsi que les contacts fixes correspondants peuvent être soit disposés à l'air libre comme illustré, soit être plongés dans un liquide isolant tel que de l'huile par exemple.
High voltage rotary disconnector Virtually all currently known rotary disconnectors have a closing torque which, for the same current, is proportional to the voltage for which it is intended. Indeed, the value of the pressure between the movable and fixed contacts is only a function of the current, so that the force necessary to introduce the movable contact, carried by the arm of the disconnector, into the fixed contact is only dependent on the nominal current for which the disconnector is designed.
The engagement torque is equal to this contact introduction force multiplied by the length of the arm carrying the movable contact, this arm being actuated by the shaft around which it pivots. The length of this arm is determined by isolation distances from the nominal voltage for which the section is designed.
For high voltages, engagement torques of the order of 100 kgm, and more, are obtained, which makes it necessary to provide voluminous and expensive actuation motors and, in the event of failure of this motor, a man only one can no longer operate the actuator sec tion.
The present invention relates to a high voltage rotary disconnector, characterized in that it comprises an actuating device connecting a drive shaft in rotation to a movable contact device consisting of at least one pair of elements. parallel movable contacts located in the same plane perpendicular to this drive shaft and symmetrically on either side of this shaft,
by the fact that at least one fixed contact of the born or current starting source constitutes a stop situated on the path of one of said movable contact elements and limits the rotation of the movable contact device,
in that said actuating device mechanically connects the mobile contact device to two points integral with the drive shaft and arranged on either side of the longitudinal plane of symmetry of the mobile contact device so as to cause - when at least one of the movable contact elements abuts against the fixed contact, and during a sudden angular displacement of the drive shaft - a longitudinal displacement of said movable contact elements in opposite directions to each other, this movement causing the engagement of the fixed contact between the movable contact elements,
and by the fact that it comprises a clamping device tending to bring said movable contact elements elastically closer to one another so as to cause the clamping of the fixed contact between the movable contact elements.
The appended drawing illustrates, schematically and by way of example, four embodiments of the high voltage rotary sec tioner according to the invention.
Fig. 1 is an elevation, partially in section, of the first embodiment in the engaged position.
Fig. 2 is a plan view of the first embodiment in the engaged position.
Fig. 3 is a simplified view on a smaller scale of the same rotary disconnector in position or green.
Fig. 4 is a simplified view on a smaller scale of the same rotary disconnector in the intermediate position.
Fig. 5 is a partial plan view of a second embodiment in the engaged position.
Fig. 6 is a section along the line VI-VI of FIG. 5.
Fig. 7 is a partial plan view of a third embodiment in the engaged position. Fig. 8 is a section along the line VIII-VIII of FIG. 7. FIG. 9 is a partial plan view of a fourth embodiment in the engaged position.
Fig. 10 is a section taken along the line X-X of FIG. 9.
Fig. 11 is a section along the line XI-XI of FIG. 9.
The three-column rotary disconnector illustrated in the drawing comprises a frame 1 carrying two end insulating columns 2 and on which pivots, by one of its ends, a central insulating column 3 constituting a drive shaft. Each of the end columns carries an incoming 4 or outgoing 5 contact respectively.
The central column 3 carries a mobile contact device intended to connect the fixed contacts 4 and 5 when the disconnector is engaged. This movable contact device consists of at least one pair of parallel elements, one of the ends of each of which is mechanically connected to the central column by an actuating device.
In the first embodiment illustrated in FIGS. 1 and. 2, the free end of the central column 3 carries four flanges, two external 6 and two internal 7 integral axially and angularly with said column.
The movable contact device of this first embodiment consists of two pairs of rectilinear and parallel contact elements, each formed by two bars 8 and 9 of rectangular section.
Each of the bars 8 is engaged in the space between two external and internal flanges and if killed on one side of the axis of the central column 3, tan say that each of the bars 9 is engaged in the corresponding space located on the other side of the axis of the central column 3.
Clamps connect the ends of the contact elements and tend to bring them closer to one another.
One of these clamping devices comprises two plates 10 rigidly fixed to the underside of the lower bar 8 and to the upper face of the upper bar 8 respectively, and which extend beyond the bars 9. Each plate 10 com carries a slot 11 in which is engaged one end of a roller 12 held in contact with the outer edge of the corresponding bar 9 by means of a spring 13 attached on the one hand to this roller and on the other part to an axis 14 connecting the two plates 10 together.
The second of these clamping devices is identical to the first, but the plates 10 are fixed rigidly on the end of the bars 9 and the roller 12 bears on the outer edge of the bars 8.
The movable contact device also comprises an actuation device comprising two connecting rods 15, 16, one of the ends of which is engaged between the internal flanges 7 and is pivoted on them by means of axles 17, 18 respectively, diametrically opposed. and arranged in a plane forming a certain angle with the longitudinal plane of symmetry of the movable contact device.
One end of the connecting rod 15 is pivoted on an axis 19 integral with the plates 10 fixed to the bars 9, while its other end is connected by means of a spring 21 to an ear 20 carried by the end of the connecting rod 16 pivoted on an axis 22 integral with the plates 10 fixed to the bars 8. The other end of the connecting rod 16 is connected by a spring 23 to a lug 24 carried by the connecting rod 15 and located near the end of that -Here which is pivoted on axis 19.
In this way, one of the ends of each of the movable contact elements is connected to a point integral with the central column by means of a connecting rod; this movable contact element end and this point integral with the column are situated on either side of the longitudinal plane of symmetry of the movable contact device.
These springs 21 and 23 tend to hold the positive movable contact device in its open position illustrated in FIGS. 3 and 4, for which the two movable contact elements are longitudinally offset relative to each other.
In this first embodiment, the fixed contacts 4 and 5 also comprise a portion of larger diameter 25, 26 respectively, if killing, when the disconnector is engaged, between the two movable contact bars.
The disconnector also comprises an operating member 27 integral with the central column and allowing the latter to pivot.
The operation of the rotary disconnector with three columns described is as follows. In the tripped position, the members of the neur section are in the relative positions illustrated in fig. 3, the movable contact device forms an angle a with a straight line passing through the two fixed contacts 4, 5, and the shortest distance between one of these fixed contacts and the movable contact device is greater than or equal to the insulation distance required for the nominal voltage of the disconnector. The movable contact elements are parallel but offset longitudinally with respect to each other and held in this position by springs 21 and 23.
To engage the disconnector, the operator angularly displaces the operating member 27 in the direction of arrow f which causes, through the intermediary of the actuating device, the rotation of the movable contact device carried by the column. cen tral 3. When the operator causes this movable contact device to move angularly by an angle equal to a, one end of each bar 8 abuts against the fixed contact 4 while the opposite end of each bar 9 abuts against the fixed contact 5.
The disconnector is then located in the intermediate position illustrated in fig. 4. The operator continues to exert a thrust on the actuator in the direction of arrow f which causes a subsequent rotation of the central column 3, but the movable contact elements bu both against the fixed contacts 4 and 5 , the flanges 6, 7 then slide on the bars 8 and 9, driving the connecting rods 15 and 16 in their rotation, which causes a longitudinal displacement of the movable contact elements relative to each other in the direction of arrows g and therefore the engagement of the fixed contacts 4 and 5 between the ends of the movable contact elements.
The disconnector is then in the engaged position illustrated in fig. 1 and 2. In this position, the springs 13 provide the contact pressure necessary for the nominal current of the disconnector.
The arrangement described therefore makes it possible to separate the operation tending to bring the movable contact device into an intermediate position against the fixed contacts and the engagement operation proper.
The contact pressure being a value proportional to the nominal current of the disconnector, generally from 20 to 70 g./A and the coefficient of friction between the fixed contacts 4, 5 and the movable contact elements being determined, this coefficient of friction being of the order of 0.2 for isolators, it is possible, knowing the nominal current of a isolator, to determine the force necessary to engage it, that is to say to move the movable contact elements with a view to clamping the fixed contacts 4, 5 together.
This force F is practically the same as that required for the introduction of the knife of a known disconnector of the same intensity into the contact pins.
In the case of the disconnector described, the tripping torque is equal to the force F applied to axes 19 and 22 for example, multiplied by the lever arm x, the distance separating the axis of rotation from the central column 3 of the 'intersection of the axis of each of the connecting rods 15, 16 respectively with a plane perpendicular to the movable contact elements and containing the axis of rotation of the central column. As this distance x is small, it is obvious that the engagement torque is also limited to a value as low as possible. In addition, this distance x depends only on the constructional arrangements of the movable contact device and does not vary practically with the nominal power of the disconnector.
In this way, the starting torque is no longer proportional to the nominal power of the sectioner as was the case hitherto, but is proportional to the nominal current only of said section. This feature presents very important advantages for high voltage and high current disconnectors.
In fact, while the closing torque of a current three-column disconnector with a power of 325 MVA at a voltage of 150 KV amounts to 250 Kgm, the closing torque of a rotary disconnector such as that described, having the same electrical characteristics, is only 26 km.
In addition, the disconnector described is especially robust and is able to withstand very large short-circuit currents without the locking device provided to keep the disconnector in the engaged position having to be sized to withstand the forces caused by a short-circuit. . This locking device must only compensate for the forces due to the springs 21, 23. In fact, due to the symmetrical and parallel arrangement of the movable contact elements surrounding the fixed contacts 4, 5, the electromagnetic forces being exerted perpendicular to the plane. longitudinal symmetry of the positive movable contact are compensated.
In practice, the length of the mobile contact device is sufficient for the electromagnetic forces of attraction of the two mobile contact elements of the same pair to be at least equal to the forces due to the tightening of the lines. force at the contact points and tend to move said contact elements apart.
In addition, the electromagnetic forces due to a possible loop effect and tending to slide the movable contact device in a direction parallel to the central column cannot move the movable contact device, the latter resting on the parts. 25, 26 of larger diameter fixed contacts 4, 5.
The embodiment illustrated in FIGS. 5 and 6 is similar to the first embodiment; However the bars 8, 9 of the movable contact device are replaced by U-shaped sections 28, 28a whose dorsal parts face each other.
These sections 28, 28a are located between the two outer flanges, while the connecting rods 15, 16 are located between the inner flanges of the central column. In addition, the springs 21 and 23 are attached on the one hand to the end of one of the connecting rods 15, 16 and on the other hand to studs 29, 30 respectively carried by a flange 31 axially only secured to the central column .
The clamping devices of the movable contact elements each comprise two springs 32, 33 located on either side of the profiles 28, 28a and the tines to replace the spring 13.
The operation of this second form of execution is in all points identical to that of the first.
The third embodiment illustrated in FIGS. 7 and 8, comprises tubular movable contact elements 34, 35 engaged in the groove of a louse 37 freely rotating, but whose axial position is fixed relative to the central column. The connecting rods 15, 16 pivoted at one of their ends on the movable contact clamping devices are pivoted by their other end on a flange 45 integral with column 3.
Each clamping device comprises two plates 36 located on either side of the tubes 34, 35 and interconnected by rollers 38 resting on the external generatrix of a tube 34 or 35. This tube comprises a slot 39 passing right through it and giving passage to a rod 40, each of the ends of which is fixed to a plate 41 and passes through one of the plates 36 by an opening large enough to allow the relative movements of this rod and these plates necessary for ensure good clamping of the fixed contacts 4, 5 between the contact elements.
These plates 41 are pivoted at 42 on the plates 36 and on the tube which does not include a lumen at 43.
The springs 21 and 23 are each located inside a tube and attached on the one hand to the rod 40 and on the other hand to a rivet 44 fixed on each of the tubes 34, 35.
These springs simultaneously maintain the tubes in an offset position and bring them closer to each other, with a view to creating the clamping pressure by pivoting the plates around the axis 42.
The fixed contacts 4, 5 comprise supports 46 located on either side of the tubes 34, 35 in the engaged position of the disconnector and maintaining the latter in position during a short circuit.
The operation of this third embodiment is identical to that of the previous two. The fourth embodiment illustrated in FIGS.
9 to 11 comprises tubular contact elements 34, 35, having a circular or polygonal cross section, engaged between two guides 47 integral with the central column. The connecting rods 15, 16 are each pivoted at one of their ends on one of the clamping devices and by the other of their ends on the opposite ends of a rod 48 fixed rigidly to and symmetrically with respect to the central column 3.
Each clamping device comprises a pair of plates 36 located on either side of the tubes 34, 35, connected to one another and rigidly fixed to one of the tubes 34, 35 by means of clamping members. 49, 50. These plates extend beyond the other tube and are connected by means of a pin 51.
The tube on which the pair of plates 36 is not fixed comprises a slot 52 traversed by a flange 53 fixed at each of its ends on one of the plates 36.
The springs 21 and 23 ensuring the maintenance in the rest position of the movable contact device are located inside the tubes and are attached on the one hand to the flange 53 and on the other hand to one of the ends of a flat iron 54 which is crossed, near its other end, by the clamping member 49.
The clamping device also comprises two triangular plates 41 arranged on either side of the plates 36 and pivoted near one of their vertices on the pin 51. These plates 41 are connected to each other at each of their vertices respectively. by a pin 55 passing through the plates 36 and the tube on which the latter are fixed by a slot 56, and by a roller 57 bearing on the outer face of the other tube. A spring 58 connects the adjacent free end of the flat iron 54 to the pin 55 and tends to cause the plates 41 to pivot around the pin 51 and therefore to bring the two tubes together by the action of the roller 57 on one of these tubes.
This clamping device has the advantage, over that of the third embodiment, of making the clamping pressure of the tubes against the fixed contacts (due to the springs 58) independent of the force of the springs 21, 23 tending to maintain the movable contact device in its rest position.
The operation of this fourth embodiment is similar to that of the embodiments described above.
The disconnector described therefore has the following advantages over current disconnectors 1. Reduction of the closing torque, this torque is a function of the nominal current only and no longer of the nominal power.
2. The dimensioning of the locking mechanism of the control is determined by the resources 21, 23 and by the lever arm x only, the disconnector being able, by its very construction, to withstand the electromagnetic forces created during the operation. short circuits.
3. The dimensioning of the pairs of contact elements can be greatly reduced. In fact, these no longer undergo a bending force as is the case in current contact devices but only compressive or tensile forces.
4. The movable contact device does not need, as it has hitherto been the case, to be made with precision to ensure its proper functioning. Indeed, it is sufficient that the fixed contacts have a sufficient height for the mobile contact device, even very roughly executed; can function with satisfaction.
With the disconnector described, all the problems relating to the exact positioning of the elements of the movable contacts with respect to the fixed contacts for their engagement are eliminated.
The shape or arrangement of the contact elements, connecting rods, springs, clamping devices could be different from that described provided that a rotation of the central column causes the mobile contact device to rotate if nothing opposes the rotation thereof and causes a relative longitudinal displacement of the contact elements if the rotation of the contact device is prevented.
It is obvious that the rotary disconnector described could comprise contact elements arranged asymmetrically with respect to the rotating drive shaft, that is to say the distance separating this drive shaft from the fixed contact of arrival 4 could be different from that separating this same drive shaft from the fixed starting contact 5.
In addition, although the disconnector described has three columns, it could be used for earthing. In the latter case, the central column would be current founder and directly connected to the earth; it would therefore directly constitute the starting contact 5 and the mobile contact device would only include one branch cooperating with a fixed arrival contact. In such an embodiment, it is obvious that this disconnector would be asymmetrical with respect to the drive shaft.
In the case of an asymmetric disconnector, the length of the portion of the movable contact device located on one side of the drive shaft and which must not come into contact with a fixed contact is determined by the construction of the device. action. The connecting rods 15, 16 are then no longer fixed near the end of the movable contact device having to cooperate with a fixed contact, but at a point situated between this end and the drive shaft.
The rotary disconnector described can obviously be used in installations intended to be located either outside or inside a building.
In addition, the movable contact device as well as the corresponding fixed contacts can either be placed in the open air as illustrated, or be immersed in an insulating liquid such as oil for example.