Brevet FR2195049A1 — publié le 19740301

L'invention, due à la collaboration de Messieurs Gaston BUISSON, Marcel MACAIRE et Denis RAPHARD, est relative à un interrupteur électrique, notamment à coupure dans l'air, comprenant une chambre d'extinction d'un arc tiré entre des contacts se séparant dans une chambre de formation d'arc, laquelle débouche dans ladite chambre d'extinction et est délimitée par deux plaques isolantes entre lesquelles sont disposés des guides d'arc provoquant l'écartement des racines de l'arc initial tiré entre lesdits contacts et la propagation de l'arc vers la chambre d'extinction, ladite chambre d'extinction comprenant une pluralité de plaques transversales par rapport å la direction dudit arc initial, deux cheminées d'évent, communiquant avec la partie supérieure de la chambre de formation d'arc, étant disposées de part et d'autre, par rapport à ladite direction de l'arc initial, de ladite pluralité de plaques transversales. La demanderesse a déjà proposé dans le brevet fran çais N0 1.519.909 un interrupteur du genre mentionné, dans lequel l'évacuation des gaz chauds par les cheminées d'évent est favorisée, afin d'empêcher la pénétration des vapeurs métalliques dans la chambre d'extinction et d'accrottre la vitesse de migration des racines d'arc sur les guides. Ce dispositif donne entière satisfaction, mais on a constaté que le rejet des gaz chauds par les cheminées d'évent dans le milieu ambiant peut être à l'origine d'incidents, notamment d'amorçages, par exemple avec un blindage ou une paroi d'une cellule de logement de l'interrupteur. La présente invention a pour but de remédier k cet inconvénient et de permettre la réalisation d'un interrupteur à cheminées d'évent, gusceptible d'être logé dans une cellule à paroi métallique mise à la terre. L'interrupteur selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte des éléments refroidisseurs, disposés dans chacune desdites cheminées d'évent, de manière à être léchés par les gaz chauds ionisés, qui s'échappent par les cheminées vers l'extérieur, lesdits gaz se refroidissant et se désionisant au contact desdits éléments refroidisseurs. Les éléments refroidisseurs sont avantageusement constitués par un empilage de plaques espacées qui n'entravent que faiblement l'écoulement des gaz chauds tout en assurant un refroidissement homogène de ces derniers. Les plaques peuvent être en un matériau métallique, tel que l'acier ou l'aluminium ou en un matériau isolant, capable d'assurer le refroidissement des gaz chauds. Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, les plaques de refroidissement sont planes et disposées dans des plans parallèles à la direction générale de l'arc initial. On évite ainsi une accumulation des gaz dans les parties latérales externes des cheminées, résultant de la déflection des gaz à lten- trée des cheminées. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre de deux modes de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une chambre de coupure selon l'invention; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle analogue à celle de la figure 2, illustrant une variante de réalisation selon l'invention. La figure 1 correspond à celle du brevet français précité, les blocs refroidisseurs ayant été schématiquement représentés dans chaque cheminée latérale. I1 est évident que î'nven- tion s'applique également à des interrupteurs d'un type différent, notamment à ceux dans lesquels l'allongement de l'arc est effectué par une trajectoire en zig-zag imposée par des fentes décalées dans les plaques successives de l'empilage.Des contacts fixe 10 et mobile 12 sont placés dans une chambre de formation d'arc 13 délimitée par deux plaques isolantes 14, 14' parallèles ou légèrement convergentes ou divergentes vers le haut qui s'appuient à leur partie supérieure contre un paquet de plaques transversales en matière isolante 18, portant à leur base des électrodes de subdivision de l'arc et garnissant une chambre d'extinction 16, dans laquelle l'arc se développe, de préférence, en forme de solénoTde. L'ensemble est fixé d'une manière quelconque, non représentée, dans un bottier isolant constitué par des parois 20, 20' et 22, 22 entourant la chambre d'extinction 16, de manière à ménager de part et d'autre de cette chambre des cheminées d'évent 24, 24' en com munication avec l'atmosphère par leur partie supérieure et délimitées sur les côtés par les parois 22, respectivement 22' du bottier isolant. La partie inférieure des cheminées d'évent 24, 24' débouche dans la chambre de formation d'arc 13. A chacun des contacts 12, 10 est associé et relié électriquement par des moyens non représentés, un guide d'arc 26, respectivement 26', formant des cornes divergentes dont les extrémités supérieures débouchent à la base des cheminées 24, respectivement 24', à proximité des parois externes 22, 22'. Ces guides d'arc 26, 26' sont constitués par des conducteurs en forme de rail fixés à l'une de leurs extrémités par des biellettes 28, 28' à la chambre d'extinction 16 et à l'autre par des moyens non représentés, au bottier isolant. La chambre de formation d'arc 15 est délimitée de chaque côté par un profilé en forme de gouttière 30, 30' disposé parallèlement à la branche supérieure du guide d'arc 26, 26' à faible distance et à l'extérieur de ce guide par rapport au centre de la chambre 13. La gouttière 30, 30' se prolonge vers le haut en se raccordant à la base de la cheminée 24, 24', de manière à constituer un conduit d'évent dans lequel est placé le guide d'arc 26 respectivement 26'. Chaque gouttière 30, 30' est fixée d'une manière quelconque, non représentée, au bottier. Des conducteurs appropriés, non représentés, sont connectés au contact fixe 10 et au contact mobile 12 et relient ces contacts aux bornes de l'interrupteur. Le contact mobile 12, articulé sur un axe fixe 32, peut être déplacé en rotation par un mécanisme de commande quelconque, non représenté, pouvant réaliser la séparation des deux contacts. Dans la partie supérieure de chaque cheminée 24, 24' est prévu un bloc refroidisseur, portant le repère général 37, 37', constitué par une série de plaques planes parallèles espacées 38, occupant pratiquement toute la section de la cheminée. L'intervalle ménagé entre deux plaques adjacentes 38 autorise le passage des gaz s'échappant par les cheminées, lesquels sont laminés et subissent un refroidissement et une désionisation énergiques. Les plaques 38 peuvent être en un matériau conducteur métallique, tel que l'acier ou l'aluminium ou en un matériau isolant. Dans 1 'exem- ple représenté sur la figure 1, les plaques 38 sont assujetties à une tige de fixation 39, 39', mais tout autre mode de support peut bien entendu être utilisé. Les plaques de refroidissement 38 peuvent s'étendre de la manière représentée aux figures 1 et 2, parallèlement aux plaques en matière isolante 18, ou dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention s'étendre parallèlement k la direction générale de l'are initial. La figure 3 illustre une telle réalisation, dans laquelle les plaques de refroidissement 40 confinent des passages laminaires parallèles è la direction de l'arc initial, permettant ainsi une meilleure répartition de l'écoulement gazeux dans toute la section de la cheminée.L'écoulement gazeux canalisé par les conduits 30, 30' est délecté à son entrée dans la cheminée 24, 24' et présente de ce fait une composante latérale dans le plan de la figure 1, de la manière représentée par les flèches, les plaques 40 ntentravant nullement ce cheminement latéral. Cette disposition est particulièrement avantageuse lorsque les blocs refroidisseurs sont proches de la base des cheminées où la composante latérale est importante et/ou si les blocs s'étendent sur une hauteur notable de la cheminée. Les blocs refroidisseurs 37, 37' s'étendent sur une hauteur limitée des cheminées 24, 24', de manière b freiner au minimum l'écoulement des gaz tout en assurant un refroidissement et une désionisation suffisante des gaz éjectés par les cheminées. Les gaz refroidis n'affectent pas le niveau d'isolement dans la zone surmontant la chambre d'extinction 16 et la présence de parties conductrices, notamment d'une paroi d'une cellule, généralement mise à la terre, ne peut être à l'origine d'amorçages intempestifs. Les plaques 38, 40 peuvent être ondulées ou présenter des corrugations, en vue d'accrottre les surfaces d'échanges thermiques au contact des gaz ou constituer des structures du type nid d'abeilles ou analogues, de capacité de refroidissement accrue. L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de mise en oeuvre plus particulièrement décrits et représen- tés au dessin annexé, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques ou électriques, notamment à celle, dans laquelle les couloirs ou conduits de canalisation des gaz chauds seraient omis ou agencés d'une manière différente ou celle encore dans laquelle deux ou plusieurs blocs refroidisseurs seraient superposés ou échelonnés dans chaque cheminée. REVENDICATIONS 1. Interrupteur électrique, notamment à coupure dans l'air, comprenant une chambre d'extinction d'un arc tiré entre des contacts se séparant dans une chambre de formation d'arc, laquelle débouche dans ladite chambre d'extinction et est délimitée par deux plaques isolantes entre lesquelles sont disposés des guides d'arc provoquant l'écartement des racines de l'arc initial tiré entre lesdits contacts et la propagation de l'arc vers la chambre d'extinction, ladite chambre d'extinction comprenant une pluralité de plaques transversales par rapport à la direction dudit arc initial, deux cheminées d'évent, communiquant avec la partie supérieure de la chambre de formation d'arc/étant disposées de part et d'autre, par rapport à ladite direction de l'arc initial, de ladite pluralité de plaques transversales, caractérisé par le fait qu'il comporte des éléments refroidisseurs disposés dans chacune desdites cheminées d'évent, de manière à être léchés par les gaz. chauds ionisés qui s'échappent par les cheminées vers l'extérieur, lesdits gaz se refroidissant et se désionisant au contact desdits éléments refroidisseurs. 2. Interrupteur électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte dans chaque cheminée un empilage de plaques minces parallèles espacées, disposées sensiblement parallèlement à la direction générale d'écoulement des gaz dans la cheminée de façon à définir des passages laminaires, qui s'étendent sur un tronçon de la hauteur de la cheminée. 3. Interrupteur électrique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites plaques sont disposées dans des plans sensiblement parallèles à ladite direction de l'arc initial. 4. Interrupteur électrique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que lesdites plaques sont métalliques. 5. Interrupteur électrique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que lesdites plaques sont en un matériau électriquement isolant. 6. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que ledit empilage occupe sensiblement toute la section de la cheminée. 7. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que lesdites plaques sont planes. 8. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les plaques de ladite chambre d'extinction comportent, d'une manière connue en soi, à leur base, des électrodes de subdivision et de mise en solénoïde de l'arc. 9. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites cheminées se prolongent, d'une manière connue en soi, dans ladite chambre de formation d'arc par deux conduits en forme de gouttière fermant latéralement ladite chambre de formation et b l'intérieur desquels sont disposés lesdits guides d'arc, de telle manière que l'écoulement gazeux le long desdits guides d'arc, provoqué par ledit arc initialJcontribue à chasser les racines de cet arc en direction de ladite chambre d'extinction. 10. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il présente une cellule de blindage nantie d'une paroi métallique mise à la terre, disposée au-dessus de la chambre d'extinction en regard des orifices d'échappement des gaz refroidis.