Brevet FR2154514A1 — publié le 19730511

La présente invention concerne des composants pour courants forts qui sont formés de deux parties assemblées avec bonne conductibilité électrique. Par cette conductibilité électrique il faut entendre que l'emplacement d'assemblage peut tre traversé par les courants importants qui sont usuels dans la technique des courants forts, lesquels atteignent au moins plusieurs centaines, et souvent plusieurs milliers , d'ampères. L'invention est plus particulièrement relative à des contacts de commutateurs électriques,surtout de commutateurs de puissance à haute tension.Dans ces commutateurs, il s'agit non seulement de transmettre les courants précités, lesquels provoquent déjà un échauffement du contact, mais aussi d'absorber la sollicitation par l'arc de coupure, celui-ci pouvant présenter des températures de plusieurs milliers de degrés. Eu égard à l'arc de coupure précité, on réalisait souvent, Jusqu'à présent, les contacts des commutateurs électriques en deux parties ne présentant pas la même résistance à la combustion, Â l'emplacement où l'arc était attendu, on munissait par exemple de matières dites imbrûlables, réalisées la plupart du temps avec du tungstène, un contact composé, comme d'habitude, de cuivre0 On assemblait les deux parties par brasage afin d'obtenir une liaison bonne conductrice adaptée au courant. Cet assemblage donnait satisfaction dans l'ensemble, mais il nécessitait,pour une sûreté techniquement suffisante, une dépense de travail et de temps relativement élevée. L'invention a pour objet un composant pour technique des courants forts qui se rattache au genre précité, mais soit réalisable dans de meilleures conditions. Ce composant est caractérisé par le fait qu'une des deux parties est enfoncée, ou sertie,dans une cavité de l'autre sons utilisation du procédé, connu en soi, du formage magnétiqua. Alors que le procédé du formage magnétique était utilisé Jusqu'à présent pour la mise en forme, l'invention en use pour enfoncer une partie dans une cavité de 1' au- tre de telle façon qu'il en résulte un assemblage bon conducteur électrique et suffisant pour les courants importants de la technique des courants forts. On a réellement constaté que les contacts selon l'invention répondent à toutes les exigences dans des commutateurs de puissance à haute tension, car ils résistent aussi bien aux effets de l'arc qu'aux courants à prévoir. L'épreuve de la pratique a démontré que des parties de contact que l'on brasait jusqu'à présent peuvent être assemblées selon l'invention par le procédé de formage magnétique d'une façon telle qu'elles supportent sans dommage des courants de plus de 40 kÂ. I1 est bon qu'une partie entoure l'autre à l'emplacement d'assemblage, car les forces magnétiques que l'on utilise selon l'invention pour enfoncer une partie dans les cavités de l'autre se compensent alors sur le composant mêmeO I1 peut en outre être avantageux de ménager plusieurs cavités à hauteur de l'emplacement d'assemblage afin d'augmenter la capacité de charge de courant. I1 est particulièrement recommandé d'utiliser une cavité dont le bord soit à arête vive On obtient par exemple un tel bord en réalisant les cavités par fraisage, tournage ou rabotage sur des machines-outils usuelles. I1 en résulte que l'enfoncement de l'autre partie dans la cavité de la première donne sur le bord à arête vive un contact particulièrement intime entre les parties assemblées, lequel assure, à la manière d'un contact ponctuel ou linéaire, une capacité de charge de courant élevée. L'invention peut aussi être réalisée en sorte que plus de deux parties soient assemblées sous bonne conductibilité électrique avec utilisation du procédé de formage magnétique, car la résistance de contact est tellement faible que l'on n'a à redouter aucun échauffement inadmissible, cela mEme dans le cas d'emplacements de passage de courant voisins dans l'espace et disposés en série du point de vue électrique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé. Le contact représenté en coupe longitudinale axiale sur la figure unique de ce dessin se compose d'un tube de cuivre 1 présentant à l'une de ses extrémités un filetage 2 pour son vissage dans un support de contact. L'autre extrémité du tube doit conduire, en tant que contact d'usure, l'arc d'un commutateur de puissance à haute tension, de 110 kV, jusqu'à ce que cet arc soit éteint par 11 effet d'un agent approprié, par exemple d'un courant gazeux d'hexafluorure de soufre sous une pression relative de 8 atmosphère s0 Un tel arc, pouvant présenter des intensités de courant de 50 kA et davantage, provoque, même si il ne brûle comme d'habitude que pendant quelques demi-périodes d'un courant alternatif à fréquence industrielle, des échauffements considérables et localement la fusion et la combustion du contact.Aussi le tube 1 est-il revêtu intérieurement d'un anneau 4, en forme de tuyère, constitué par un matériau imbrtlable. Cet anneau imbrûlable est un corps fritté en tungstène et cuivre que l'on assemble préalablement au tube 1 par brasage. Selon l'invention, le corps imbrala- ble 4 présente sur sa surface extérieure, en tant que cavités, deux gorges 6 et 7 de section rectangulaire qui sont séparées par un créneau 80 Le bord 9 ou 10 compris entre le fond des cavités 6, 7 et la surface du créneau 8 est à arête vive : dans des perties dont la cavité est réalisée par usinage avec copeaux, par exemple par tournage, il peut à cet effet être gardé tel qu'il sort dudit usinage, Après que l'on ait inséré le corps imbrtlable 4 dans le tube 1, on enfonce, comme l'indique clairement la figure, l'extrémité libre dudit tube dans les cavités 6, 7 à l'aide du procédé, connu en soi, du formage magnétique Cette déformation donne non seulement la tenue mécanique voulue, la position exacte du corps 4 par rapport au filetage 2 pouvant en m8me temps être respectée grace à des guidages appropriés, mais aussi la capacité de charge de courant qui répond pleinement aux exigences du commutateur. Le contact , qui est représenté sensiblement en grandeur nature, est en mesure de supporter pendant la durée suffisante pour des commutateurs électriques la charge de courants pouvant atteindre 60 kA. Cela tient au fait que l'on obtient sur le bord 9, 10 de la cavité une compression superficielle qui dépasse la limite de fluage et un contact par conséquent intime, On peut en meme temps tirer bon parti d'une élasticité éventuelle du matériauei ne comblant que partiellement la cavité par la partie enfoncée, L'invention intéresse avant tout des commutateurs électriques, car elle répond aux exigences particulièrement élevées que posent ceux-ci. Mais elle peut aussi tre utilisée en d'autres points de la technique des courants forts dans lesquels il s'agit d'établir sans grande dépense de travail un assemblage mécanique rigide et électriquement bon conducteur0 Peu importe à cet égard le matériau utilisé, car il n'a plus à etre brasable comme précédemment. L'effet de bon relais nécessaire au passage du courant s'obtient uniquement par la compression exercée à l'aide du procédé de formage magnétique C'est là un autre avantage des composants selon l'invention, que l'on peut par conséquent constituer aussi par du cuivre et de l'aluminium sans courir de risques de corrosion. REVENDICÂTIONS 1. Composant pour technique des courants forts, notamment contact pour commutateurs électriques à haute tension, formé de deux parties assemblées avec bonne conductibilité électrique et caractérisé par le fait qu'une des deux parties est enfoncée, ou sertie, dans une cavité de l'autre sans utilisation du procédé, connu en soi, du formage magnétique. 2. Composant selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la cavité n'est remplie qu'en partie. 3. Composant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait qu'une des parties entoure l'autre à l'emplacement d'assemblage. 4. Composant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par la présence de p lu- sieurs cavités à hauteur de l'emplacement d'assemblage. 5. Composant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que la cavité présente un bord à arête vive. 6. Composant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que plus de deux patties sont assemblées avec bonne conductibilité électrique sous utilisation du procédé de formage magnétique. 7. Procédé de réalisation d'un composant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que l'on munit d'une cavité, par exemple à argue vive, la surface extérieure d'une partie pouvant être de révolution, on recouvre cette partie par une autre dans la zone de la cavité et l'on comprime dans cette m8me zone les deux parties l'une contre l'autre en sorte qu'il règne sur le bord de la cavité une compression superficielle d8passant la limite de fluage du matériau.