Brevet FR2034118A1 — publié le 19701211

L'objet de l'invention concerne une nouvelle conception des chambres d'extinction de ltarc électrique et disposi tiS de contacts mobiles pénétrant dans cette dernière et plus spécialement destinée aux sectionneurs sous charge des moyennes tensions. On connaît déjà une variété de conception; de ces chambres basées sur le principe autopneumatique, 4 laminage de l'arc en contact avec les plaques développant des gaz électro-négatifs et à soufflage électromagnétique. Les essais méthodiques réalisés avec les sectionneurs équipés de différents systèmes d'extinction de l'arc ont démontré que seuls les appareils munis du soufflage par air comprimé permettent d'interrompre rapidement non seulement les intensités nominales des sectionneurs, par exemple 200, 400 et 600 ampères mais aussi les courants inductifs très faibles, par exemple 1 à 4 ampères. Cependant, les dispositifs auto-pneum;tiques sont relativement encombrants et motteux, la force mécani ou e nécessaire pour leur enclenehement est relativement élevée. Lca chambre faisant l'objet de la présente invention et ayant une forme ramassée permet de couper rapidement les courants nominaux ainsi que les courants inductifs très falbles du sectionneur sous charge. Son prix de revient est sensiblement inférieur à celui des appareils autopneumatiques. L'ouverture des contacts créant les pare-étincelles est rapide et indJpendante de la vitesse de l'organe de déclenchement. En-dehors de cela, la force mécanique nécessire pour manoeuvrer l'appareil est faible. Les dessins schématiques ci-annexés auxquels on se réfère dans la description qui va suivre montrent des exemples de réalisation d'un p81e de sectionneur sous charge avec la chambre d'extinction de l'arc suivant l'objet de l'invention. La figure 1 est une coupe longitudinale de la chambre d'extinction de l'arc avec le système des contacts principaux et auxiliaires servant de pare-étincelles. La figure 2 est la coupe transversale de la chambre suivant la figure 1. Figure 3 représente l'étrier portant les aimants permanents disposés à l'extérieur de-la chambre. Figure 4 montre la forme d'une des plaques extinctrices de la chambre précitée. Figure 5 montre schématiquement la lisison mécanique entre-les contacts principaux et t'pare-étincelles". Comme il résulte des figures 1 et 2, la chambre se compose de deux coquilles 1 et 2 créant un boitier amovible permettant de vérifier l'état des contacts fixes 4 des pare-8tincelles solidaires de sortie du courant 8 et de les remplacer sans outillage. Les coquilles 1 et 2 sont réalisees de préférence en résine synthétique moulée. Dans les dites coquilles sont introduites les plaques espacées MA1-Fe1-Cu. Les plaques MA sont destinées au développement des gaz électro-négatifs en contact avec l'arc électrique tandis que les plaques Fe et Cu servent à la dé- ionisation et au refroidissement de l'arc. Tenant compte du fait que les zones A et B de la chambre de soufflage sont soumises à l'action du champ magnétique perpendiculaire à l'axe de l'arc et créé par les aimants permanents AP (fig. 2 et 3), dans ces deux zones, les plaques d déionisation sont réalisées en cuivre. Le - rôle des aimants permanents est de chasser l'arc électrique traversé par le courant faible entre les plaques MA. La figure s montre schématiquement un exemple de réalisation d'un étrier magnétique ayant le profil d'un U, sur ses branches intérieures étant fixés les aimants permanents AP aimanté s perpendiculairement et introduits dans les encoches réalisées dans les parois extérieures du boitier 1 - 2. En employant des aimants en ferrites or, bons isolants électrique on peut les introduire dans les évidements réalisés dans les dites parois 1, 2 afin de les approcher davantage de l'arc. Les plaques MA sont de préférence réalisées en mélange développant sous la chaleur de l'arc des gaz électronégatifs plu spécialement ciux renfermant 35% de résine mglamine et 75% d'aluminium hydraté. L'espace C de la partie supérieure de la chambre sert à l'extinction définitive de l'arc. Comme on l'observe de la figure 1 l'espace C se ferme dès que le bras 4a avec son contact 6 ont quitté l'orifice de sortie 9 du-pare-étincelles 6, le clapet de fermeture 10 (ou 10' prolongé) glissant sur le dit bras 4a oscille autour -du pivot ll sous l'action du ressort plat convenable ment protégé 12. Âînsi- l'espace C se remplit de gaz électro-négatifs comprimés provenant des plaques MIL. Le clapet 10 est réalisé de préférence en matière déjà citée et développant des gaz électro-négatifs et lamine l'arc entre la plaque 16 en fer. Le clapet 10 peut être muni des branches 10a. La pénétration de la poussière (comme on le sait souvent nuisible dans d'autres constructions) a l'intérieur de la chambre est ainsi- supprimée. Comme on l'observe des figures 1 et 2 l'arc électrique s établissant entre les pare-étincelles 6 - 14 entre dans les évidements 17 (fig. 4) des plaques MIL - Fe - Cu. Les plaques métalliques servent au refroidissement de l'arc, les plaques MA au développement des gaz électro-ngatifs. Entre les plaques isolantes sont disposées les plaques métalliques. Les champs magnétiques provenant des aimants permanents AP dans les zones A, B et ayant des sens opposés chassent l'arc parcouru aussi par les courants faibles entre les plaques MA. On peut utiliser le soufflage magnétique dans les chambres destinées à ltextinction de l'arc sous les tensions supérieures à 10 KV. Cependant et comme il est représenté schématiquement dans la figure 6 il es-t possible d'aménager dans la partie inférieure de la chambre au moins un deuxième clapet glissant sur le bras 4a et s'abattant sur la plaque 18 pour laminer l'arc déjà au début de la coupure. Pour augmenter la surface de contact entre l'arc et les plaques déionisantes. ces dernières sont convenablement inclinées. La liaison mécanique entre le contact principal et les pare-étincelles est représentée schématiquement dans les figures 4 et 5. Le double contact principal 5 ayant la forme d'un couteau comprime le ressort 5 fixé sur la goupille 3 solidaire du segment Sa fixé sur les couteaux 5. L'extrémité du ressort 5 s'appaie sur le levier replié 4 - 4a se terminant par le contact pare-étincelles 6 serré dans la position fermée entre les doigts 14 créant le contact fixe et introduit dans l'étrier 7. Le levier 4 est guidé entre les segments 3a et par les parois 11 (fig. 2). En ouvrant le couteau 3 le ressort 5 se comprime entre 3, 4 jusqu a ce que st- force soit suffisante pour dégager le contact 6 des doigts 14 rendus élastiques par le ressort 15. Par suite, l'ouverture rapide du levier 4 est indépendante d la vitesse du couteau 3. Le levier 4 est réalisé de préférence en aluminium dur avec la tête 6 en en cuivre. Le couteau 3 et le bras 4 oscillent autour du même axe (non représenté). La fermeture brusqua des contacts 3, 6 s'opère par un ressort 15a oscillant autour du point mort comme il est schématiquement représenté dans la figure 5. 1. La coupure de l'arc électrique s'opère dans une cham bre en matière isolante ayant de préférence un profil plat sensiblement rectangulaire ou ovale dont l'orifice d'entrée du contact mobile dit "pare-étincelles" est obturé dès la sortie dudit contact de la chambre par un clapet aménagé à l'intérieur de cette dernière et laminant l'arc électrique entre la paroi inférieure ou plaque de deionisation de la dite chambre. 2. Le clapet décrit dans l'alinéa précédent est réalisé en matériau développant, en contact avec l'arc électri-que, des gaz électro-négatifs et se ferme contre une platine métallique solidaire de la paroi intérieure de la chambre décrite dans l'alinéa précédent. 3. Suivant une variante de réalisation, la platine métallique décrite dans l'alinéa 2 est remplacée par une plaque développant des gaz électro-négatifs. 4. La tige portant le contact mobile dit pare-étincelles est entourée de plaques espacées développant des gaz électro-négatifs d'une part et par des plaques métalliques d'autre part. 5. Au moins une partie des plaques précitées est logée dans le champ magnétique créé par ou moins un aimant permanent situé à l'extérieur de la chambre d'extinction de l'arc. 6. Au moins deux clapets décrits dans l'alinéa 1 sont disposés dans la chambre dtextinction de l'arc dont l'un obture l'orifice de sortie du contact mobile de la chambre l'autre l'orifice de la plaque de déionisatio-n située près du contact fixe de l'appareil. 7. Les clapets décrits dans les alinéas précédents ont le profil d'une faucille. 8. Les clapets sont munis de parois déionisantes. 9. La partie supérieure de la chambre d'extinction est inclinée par rapport aux parois verticales e cette dernière. 10. Les plaques déionisantes décrites dans l'alinéa 4 sont inclinées par rapport aux petites parois verticales de la chambre d'extinction. 11. Le levier portant le contact mobile de l'appareil, dit pare-étincelles, et pénétrant dans la chambre d'ex- tinction déjà décrite et temporairement verrouillé par le ressort rendant les contacts fixes élastiques est actionné par le contact principal de l'appareil, ceci par l'intermédiaire d'un ressort comprimé entre le levier déjà cité et le contact principal ayant la forme d'un couteau, ceci de telle manière que le contact auxiliaire /précité/ s'ouvre dèsque la force du ressort est supérieure à la force du ressort rendant élastiques les contacts fixes. 12. Le ressort disposé entre le contact mobile principal et le levier portant le contact mobile dit pare-étincelles et pénétrant dans la chambre d'extinction de l'arc est fixé sur la goupille solidilre du segment fixé sur le contact principal mobile, le dit segment guidant le levier portant le contact dit pare-étincelles.