Brevet FR2119897A1 — publié le 19720811

La présente invention a trait à des cartouches à éléments fusibles notamment destinées à être immergées dans de l'huile. On sait que les convertisseurs de courant à semi-conducteurs peuvent être immergés dans le liquide diélectrique d'une cuve. Les 5 fusibles destinés à la protection de ces semi-conducteurs doivent donc pouvoir eux-aussi fonctionner immergés dans le liquide précité. Devant la difficulté de réaliser une cartouche a fusible absolument étanche on préfère établir une cartouche présentant de lé-10 gères ouvertures qui permettent à l'huile diélectrique dans laquelle elle est immergée de venir remplir l'enceinte intérieure de cette cartouche ou chambre de coupure. Dans une cartouche usuelle fonctionnant dans l'air, l'énergie engendrée au moment de l'apparition de l'arc suivant immédiatement 15 rupture du fusible se transforme en une élévation de pression qui est absorbée par l'air emprisonné entre les particules de sable de quartz ou analogue entourant en général les éléments fusibles . La présente invention vise à permettre la réalisation d'une 20 cartouche â éléments fusibles dont le fonctionnement soit susceptible de donner entière satisfaction lorsqu'elle est immergée dans une huile diélectrique, c'est-à-dire qu'elle soit établie de telle manière que la pression à l'intérieur de la chambre de coupure ne puisse pas atteindre des valeurs trop élevées qui engendreraient 25 des dommages à cette cartouche. La cartouche suivant l'invention est principalement remarquable en ce qu'on prévoit de la doter de moyens propres à absorber rapidement une partie de l'énergie qui se développe sous forme de pression élevée au moment de la coupure. 20 Les moyens précités sont constitués soit par au moins un cous sin réalisé en une matière cellulaire souple à alvéoles fermés, soit sous la forme d'une enveloppe souple étanche contenant un gaz sous pression et disposée dans l'enceinte intérieure ou chambre de coupure de la cartouche, soit encore par au moins un trou calibré 35 mettant en communication l'intérieur de cette cartouche et la masse de liquide diélectrique dans laquelle elle est immergée. Le dessin annexé, donné à titre drexemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : 40 Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une cartouche à élé- 70 47712 2 2119897 ment fusible suivant 1*invention. Fig. 2 en est une vue semblable mais montrant une variante de réalisation. La cartouche représentée en fig. 1 comprend un corps letdeux 5 plots de contact 2 entre lesquels sont soudées une ou plusieurs lames fusibles 3. Le corps 1 est établi en une matière isolante telle que la porcelaine ou un stratifié chargé de fibres de verre. Il présente la forme d'un manchon cylindrique à section quelconque, circulaire ou 10 polygonale. Chacune de ses extrémités est fermée par lsun des plots 2 réalisés en cuivre ou en un métal analogue au point de vue de ses caractéristiques de conductibilité. Des vis *+ sont engagées dam, des trous prévus dans le corps 1 en vue de se visser dans une perforation taraudée ménagée en correspondance sur les plots 2. Dans ■*5 l'axe de symétrie de chacun de ceux-ci on a prévu un alésage borgne taraudé 2a dans lequel on visse un goujon 5 autour duquel on engage la cosse 6 située à l'extrémité d'un conducteur 7 relié à irappareil à protéger. La cosse 6 est immobilisée par rapport au plot 2 au moyen d1un é crou 8. 20 Comme on l'a mentionné plus haut, chacune des extrémités de chaque lame fusible 3 est soudée sur la périphérie d5un bossage 2b porté par la partie interne de chaque plot. Dans l'enceinte intérieure de la cartouche ou chambre de coupu re et entre les deux bossages 2b on dispose un boudin 9 réalisé en 2^ une matière cellulaire souple à alvéoles fermés tel que le néoprëne On prévoit préférablement de doubler la paroi interne du corps 1 par un manchon 10 établi en une matière identique à celle qui con: titue le boudin 9. On comprend aisément qu'en immergeant la cartouche décrite ci- on ^ dessuss celle-ci se remplit petit â petit d'huile diélectrique puisqu'on n'a prévu aucun dispositif d'étanchéité entre les plots 2 et le corps 1. Si le courant qui traverse les lames fusibles 3 atteint une va leur supérieure à celle que l'on désire, ces lames fondent, puis un arc électrique se crée à la façon en soi connue. L'energie se développe sous la forme d'une élévation importante de pression qui comprime les alvéoles du boudin 9 et du manchon 10, de sorte que cette élévation de pression est absorbée sans dommage pour la cartouche. ^ Il va de soi que l'on pourrait remplacer le boudin S et/ou le 70 47712 3 2119897 manchon 10 par une enveloppe souple étanche contenant un gaz neutre sous pression. Au moment de l'élévation de pression sus-men-tionnee, le gaz serait alors comprimé pour absorber cette surpression. 5 Dans les deux réalisations envisagées ci-dessus une partie de la pression engendrée se dissipe par transformation ah énergie calorifique tandis que la pression résiduelle est restituée petit à petit soit par les alvéolés du Doudin 9 et/ou du manchon 10, soit par l'enveloppe. 10 Suivant une variante représentée en fig. 2 on dispose, en plus des organes destinés à absorber l'élévation de pression due à la coupure, aes trous calibrés 2£ percés dans chaque plot 2 et dont le diamètre varie avec l'intensité maximale admise à traverser les lames fusibles de la cartouche. Lors de l'élévation dé pres-15 sion dans la chambre de coupure, l'huile contenue dans la cartouche est partiellement refoulée vers l'extérieur â travers les trous 2c sans que cette cartouche puisse être endommagée. Comme à l'accoutumée les lames fusibles 3 peuvent être entourées par une matière de remplissage 11 telle que du sable de quartz ou 20 analogue mais la présence de cette matière n'est pas obligatoire. Dans ce cas on dispose sur la face interne de chaque plot 2 une grille 12 qui empêche à ce sable d'être entraîné lorsque l'huile est expulsée à partir de l'intérieur de la cartouche. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède 25 n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. 70 47712 2119897 REVENDICATIONS 1 - Cartouche à éléments fusibles, destinée à fonctionner immergée dans un liquide diélectrique, caractérisée en ce qu'elle compor- 5 te des moyens propres à absorber rapidement une partie de l'énergie qui se développe sous forme de pression élevée au moment de la coupure . 2 - Cartouche suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens précités sont constitués par au moins un coussin réa- 10 lisé en une matière cellulaire souple à alvéoles fermés et situé dans l'enceinte intérieure de cette cartouche ou chambre de coupure. 3 - Cartouche suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le coussin est établi sous la forme d'un boudin plein. 15 - Cartouche suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le coussin est réalisé sous la forme d'un manchon qui entoure le ou les éléments fusibles de cette cartouche. 5 - Cartouche suivant la revendication 1, caractérisée en ce 20 que les moyens sont réalisés sous la forme d'une enveloppe souple étanche contenant un gaz sous pression et disposée dans l'enceinte intérieure de cette cartouche ou chambre de coupure. 6 - Cartouche suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte des trous calibrés mettant en communication l'encein- 25 te intérieure de cette cartouche ou chambre de coupure et la masse de liquide diélectrique dans laquelle elle est immergée. 7 - Cartouche suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le débouché de chacun des trous calibrés est équipé d'une grille destinée à la retenue de la matière pulvérulente qui entoure les 30 éléments fusibles.