Brevet FR2092811A1 — publié le 19720128

La présente invention se réfère aux appareils électiques de protection comportant des éléments fusibles, tels notamment que des rubans. On sait qu'il est souvent avantageux de relier de tels élé ments sous la forme de zigzags à profil triangulaire, rectangulaire ou ondulé en vue de diminuer leur ecombrement r longueur ou pour d'autres raisons. Tel est notamment le cas dans de nombreux types de cartouches à fusibles à remplissage pulvérulent extinc- teur d'arc ou à circulation d'un fluide de refroidissement. Cette disposition connue comporte toutefois l'inconvénient que le ruban ainsi replié gêne l'introduction de la matière de remplissage ou l'écoulement du liquide, en même temps que sa déformabilité se trouve considérablement accrue, de sorte qu'il risque de s'écarter notablement de la position qu'on a entendu lui donner.Dans le cas d'une cartoucne à remplissage pulvérulent (sable de quartz, par exemple), l'élément fusible considéré peut ainsi se trouver retenu par la poudre à une position très fortement excentrée, ce qui perturbe les conditions prévues pour le fonctionnement de la cartouche, tandis qu'avec les appareils à courant de fluide, cet éle- ment se déplace au gré des tourbillons de l'écoulement en venant éventuellement au contactdes parois et de toute manière en imposant aux plis des sollicitations alternées susceptibles de fati- guer le métal. Un autre inconvénient qui apparaît avec les cartouches à élé ment s fusibles immergés dans un fluide de refroidissement circu- lant à une vitesse notable, est qu'à l'instant de la fusion d'un élément en un ou plusieurs points de sa longueur, le courant fluide tend à entraîner l'une au moins des -varties séparées que cette fusion a déterminées.Il en résulte que la longueur de l'arc de rupture lectrique se trouve brusquement allongé dans une mesure qu'il est absolument impossible de prévoir lors de l'établissevents de l'appareil, Ge phénomène entrasse des surtensions susceptibles d'atteindre des valeurs dangerauses pour les appareil protégés, par exemple quand ceux-ci sont constitués par des semi-conducteurs travaillant assez près ce leur limite de tension admissible. Il convient d'asilleurs de noter qu'on peut se heurter à des problèmes du même genre dans 7e cas d'éléments fusibles non repliés en zigzag. On conçoit par exemple qu'un ruban mince peut autre déformé lors d'un remplissage irrégulier de la cartouche dans la quelle on l'a monté.Dans une cartouche à circulation d'un fluide de refroidissement, si un élément fusible comporte des zones à section réduite, comme cela se pratique généralement avec les rubans, il peut arriver que plusieurs de ces zones fondent ou se volatilisent simultanément, ce qui détermine des portions Séparées entièrement libres que le courant fluide entraîne en faisant ain Si apparaître l'inconvénient d'un allongeaent brusque et intempestif de l'arc électrique de rupture. Conformément à l'invention l'on évite tous les inconvénients qui précèdent en fixant l'élément fusible à un support isolant en des points de sa longueur convenablement espacés les uns des autres. Le support isolant doit bien entendu être choisi tel qu'il ne risque pas d'interférer avec le bon fonctionnement de la cartouche ou autre appareil comportant l'élément fusible considéré. On l'établit donc de préférence par le moyen d'une matière réfractaire, mais il convient de noter qu'on pourrait également utiliser une substance se décomposant sous l'effet de la chaleur à condition que de par sa nature et/ou de par la configuration donnée au support, il ne puisse apparattre des gaz ou produits solides susceptibles de créer un passage pour le courant en parallèle avec l'élément fusible en cours de rupture.Dans le cas d'un support en une matière décomposable par la chaleur, mais également avec un support réfractaire, il peut être avantageux de profiler le support par rapport à l'élément fusible de manière qu'il ne vienne au contact de ce dernier qu'au voisinage des points de fixation de celui-ci. Dans une première forme d'exécution de l'invention, applicable au cas d'un ruban fusible replié en zigzags à profil rectangulaire, le support isolant est constitué par deux rubans isolants longitudinaux appliqués contre les facettes longitudinales du ruban fusible, de part et d'autre des plis de celui-ci, la fixation entre chaque ruban isolant et les facettes longitudinales'successi- ves du ruban fusible avec lesquelles il est en contact étant réalisée par exemple par.collage ou à l'aide d'agrafes. On conçoit que si les rubans isolants sont suffisamment tendus, l'on obtient ainsi ensemble relativement peu déformabie. Les rubans isolants utilisés peuvent autre faits en toute matière Kextile résistant à la chaleur, notamment en fils'de verre ou d'amiante. Dards une autre forme diexLcution 1'on utilise un-support ri gide comportant une série de dents à sommet plat, le ruban fusible étant fixé sur les dents successives0 Un tel support peut t- tre fait en céramique et la fixation du ruban aux dents peut se réaliser par le moyen de rivets ou par collage. Le ruban peut - tre rectilIgne, auquel cas il chevauche les creux qui séparent is dents en étant entièrement libre entre celles-ci, mais il peut également autre replié en zigzags et il est alors avantageux de loger les plis successifs entre les dents du support. En d'autres termes dans ce second cas le profil du ruban suit de façon plus ou moins parfaite celui du support. Bien entendu quand l'élément fusible est constitué par un ruban comportant des zones à section réduite (par perforations, entailles, etc...), l'on s'arrange préférableriìent pour que ces zones se trouvent dans les parties du ruban non en contact avec le support. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de niwr comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig. 1 montre en perspective une première forme d'exécution de l'invention dans laquelle le support d'un ruban fusible replié en zigzags à profil rectangulaire est constitué par deux rubans en tissu de verre ou analogue. Fig. 2 est une vue en perspective d'une autre forme dEx- écution comportant un ruban fusible rectiligne monté sur un support isolant à dents à sommet plat. Fig. 3 montre en perspective une troisième forme d'exécution dans laquelle un support isolant à dents à sommet plat est combiné avec un ruban fusible repli en zigzags à profil rectangulaire, les plis de ce ruban venant se loger dans les espaces qui séparent les dents successives du support. En fig. 1 l'élément fusible est constitué par un ruban mince 1 fait en un métal approprié tel que l'arpent ou le cuivre. Sur k dessin on a supposé que ce ruban ne comportait sur sa longueur aucun point singulier quelconque tel que zones à section réduite par des perforations ou des entailles, emplacements plus ou moins étamés, etc..., mais il doit autre entendu qu'il pourrait en aller autrement sans sortir de l'invention. De part et d'autre du ruban métallique l'on a tendu deux rubans isolants 2 faits en tissu de verre1 d'amiante ou autre matière réfractaire et l'on a fixé par collage ou autrement les facettes longitudinales supérieures et inférieures du ruban métallique à l'un ou à l'autre des rubans isolants 2.On obtient ainsi un ensemble qui, s'il reste encore déformable, l'est considérablement moins que le ruban métallique 1 considéré isolément. Un tel ensemble reste substantiellement centré à l'intérieur d'un corps de cartouche pendant le seplis- sage de celui-ci en matière pulvérulente d'extinction d'arc. il ne risque pas de vibrer exagérément dans un courant de fluide de refroidissement, Enfin et surtout, lorsque la cartouche saute, même si ce ruban est divisé en un grand nombre de morceaux séparés, ceux-ci risquent beaucoup moins d'entre entraînés par le fluide en donnant naissance à des ruptures anormalement brusques avec les surtensions que pareil phénomène peut occasionner. En fig. 2 l'on a représenté un ruban rectiligne 3 comportant des zones successives à section réduite déterminées dans l'exemple représenté par des perforations 3a. Ce ruban est tendu sur les sommets plats des dents 4a d'un support 4 en matière isolante réfractaire (céramique par exemple), la fixation en place étant assurée par des petits rivets 5 dans l'exemple représenté. L'agencement est prévu tel que les perforations 3a se situent entre les dents 4a successives.On obtient ainsi un ensemble parfaitement rigide et dans lequel les morceaux séparés que la rupture du ruban sur surintensité peut déterminer, ne risquent nullement d'e- tre entraînés par un courant fluide0 Dans la forme d'exécution de fig. 3 le ruban fusible 6 est replié en zigzags à profil rectangulaire et en outre il comporte des zones à section réduite déterminées par des rangées transversales de perforations 6a prévues le long des plis successifs. Le support 4 utilisé est le même que dans le cas de fig. 2. L'agencement est prévu tel que les plis du ruban se logent dans les espaces qui séparent les dents 4a du support. En d'autres termes le profil du ruban suit plus ou moins étroitement celui du support. La fixation du ruban au support est là encore réalisée par le moyen de rivets 5; toutefois elle est assurée non seulement sur les sommets 4b des dents, mais encore sur les fonds 4c des creux qui les séparent. De cette manière les facettes 6b du ruban fusible situées de part et d'autre des zones à section réduites Ga sont parfaitement maintenues et ne risquent nullement, après que le fusible ait sauté, d'tre entratnées par le courant de fluide de refroidissement dans le cas d'une cartouche comportant açplicaticn d'un tel fluide.On peut encore noter qu'il peut autre avantageux, comme d'ailleurs montré en fig. 5, que les facettes oc du ruban b qui ne comportent pas les rivets 5 ne touchent pas tout à fait la paroi du support. il doit d'ailleurs autre entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nulnement le domaine de l'invention dnnt on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. On comprend aue l'inventIon est applicable au cas de plusieurs rubans fusibles disposés en paralèle et auxquels on peut faire ainsi correspondre un seul support. On conçoit d'autre part que dans certains cas le support isolant pourrait ne pas autre réfractaire à proprement parler. C'est ainsi que dans le cas de fig. 2 le support denté 4 pourrait astre fait en une matière plastique ininflammable et peu fusible, telle qu'un composé halogéné, la carbonisation superficielle du haut des dents 4a ne risquant pas de créer un passage dérivé pour le courant, puisque ces dents sont séparées par des creux que la chaleur affecte beaucoup moins R E V E N D I C A T I O N S 1 - Appareil électriq1le de protection comportant au moins un élément fusible, caractérisé en ce que cet élément est fixé à un support isolant en des points de Sa longueur convenablement espacés les uns des autres. 2 - Appareil suivant la revendication 1, dans lequel l'élément fusible comporte sur sa longueur des zones à section réduite, caractérisé en ce que les points de fixation entre l'élément fusible et le support isolant sont situés en dehors de ces zones. 3 - Appareil suivant la revendication , caractérisé en ce que les zones à section réduite de l'élément fusible ne sont pas au contact du support isolant. 4 - Appareil suivant la revendication 1, dans lequel l'élé- ment fusible est constitué par un ruban métallique replié en forme de zigzags à profil rectangulaire, caract-érisé en ce que le support isolant est constitué par deux rubans isolants fixés aux facettes longitudinales successives du ruban replié 5 - Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les rubans isolants sont faits en une matière textile réfractaire du groupe comprenant le verre et l'amiante. 6 - Appareil suivant la revendication 1, dans lequel l'élément fusible est constitué par un ruban métallique droit, caractérisé en ce que le support isolant est réalisé sous la forme d'une pièce comportant une rangée de dents à sommet plat, le ruban métallique étant fixé sur les sommets des dents successives. 7 - Appareil suivant la revendication 1, dans lequel l'élé- ment fusible est constitué par un ruban métallique replié en zigzags à profil rectangulaire, caractérisé en Q que le support i lant est réalisé sous la forme d'une pièce comportant une rangée de dents à sommet plat, le ruban étant fixé aux sommets des dents successives par une sur deux de sesfacettes longitudinales, tandis que les plis iStermédiaires viennent se loger dans les espaces qui séparent les dents successives, où ils sont retenus. - -Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que certaines au moins des facettes du ruban disposées dans les espaces séparant les dents successives ne touchent pas la paroi du support isoltant.