Brevet FR2348559A1 — publié le 19771110

L'invention se rapporte à un interrupteur automatique comprenant au moins une pièce fixe et au moins une pièce mobile de contact entre lesquelles éclate, lors d'une commutation, un are qu'au moins une chicane reliée à chacune des pièces de contact dirige sur un paquet de tôles d'étouffement. Le principe consistant à monter des tôles d'étouffement dans les boites d'extinction d'arc d'interrupteurs automatiques ou d'autres commutateurs électriques afin d'élever la tension de l'arc et donc d'améliorer le pouvoir d'extinction est bien connu. Le pouvoir d'extinction de l'interrupteur est fonction du nombre des tôles d'étouffement de l'arc, car on sait qu'il se produit une chute déterminée de tension à chaque point de base sur lequel l'arc brûle sur les tôles d'étouffement. Ces tôles d'étouffement sont montées en paquets afin d'abaisser le prix du montage et se mettent en place ou se glissent sous forme d'élément eomplet dans une boite.Ces paquets sont avantageux en particulier lorsque par exemple l'enveloppe du boitier d'un appareil fait partie de la boite d'extinction d'arc, comme dans le cas des interrupteurs automatiques Les tôles individuelles d'étouffement se montent dans des plaques de matière isolante de manière à former un paquet. Les dispositifs de ce type ont toutefois l'ineon- vénient que l'arc ressort de l'espace compris entre les tôles d'étouffement ou entre cette tôle extérieure et, dans le cas où elle existe, la chicane, de sorte qu'il peut se produire à l'extérieur de la boîte d'extinction des réamorçages d'arc qui eourt-cireuitent toutes les tôles d'étouffement ou une partie d'entre elles et qui restreignent ainsi l'effet de ces tôles qui consiste à produire une tension d'arc par formation d'une base pour ce dernier. L'invention a pour objet un paquet de tôles d'étouffement d'arc du type mentionné, destiné à un interrupteur automatique et réalisé de manière à réduire le risque de shuntage de certaines tôles d'étouffement, c'est-à-dire le risque d'un court-circuit entre les tôles d'étouffement ou entre les chicanes. Selon une particularité essentielle de l'invention, au moins l'une des tôles d'étouffement de l'arc est revetue d'une matière isolante qui la recouvre partiellement, de sorte que la base de l'arc ne peut brûler que sur la surface à découvert de cette tôle. Au moins l'une des tôles d'étouffement de l'arc étant revêtue d'une matière isolante, la base de l'arc ne peut brûler qu'à l'intérieur d'une zone déterminée. Le court-circuit de cette tôle ou son shuntage est ainsi évité. Un mode de réalisation particulièrement avantageux, qui est aussi relativement simple, consiste à revêtir les plaques d'étouffement de l'arc d'une plaque de matière isolante. Cette plaque peut être découpée en étrier la partie ouverte de l'étrier étant dirigée vers les pièces de contact. Selon une autre particularité avantageuse de ce mode de réalisation, le fond de étrier peut comporter un élargissement de stabilisation de 11 arc. I1 est avantageux de revêtir non seulement une seule tôle d'étouffement de l'arc, mais d'en revêtir deux d'une matière isolante; cette disposition est en particulier avantageuse pour les tôles d'étouffement qui sont voisines des chicanes, elles-mêmes reliées aux pièces mobile et fixe de contact. Une autre possibilité avantageuse consiste à revêtir les tôles d'étouffement non pas individuellement, mais à munir le paquet de tôles d'une gaine de matière isolante ; deux surfaces de la gaine, qui sont parallèles aux tôles d'étouffement de l'arc, comportent alors l'évidement en étrier ; les surfaces latérales de la gaine qui sont transversales par rapport aux tôles d'étouffement peuvent être perforées. Cette dernière disposition a pour effet que les gaz qui se dégagent lors d'une commutation et qui, comme l'expérience l'a montré, contiennent des composants de la matière des pièces de contact, en particulier des composants d'alliage d'argent ainsi que du graphite, ne se précipitent pas sur les tôles d'étouffement en réduisant leur rigidité diélec trique-, mais sont évacués de la boîte d'extinction par les perforations de la gaine, de sorte que l'effet avantageux des tôles d'étouffement demeure intact même après plusieurs commutations. La matière de cette gaine peut être par exemple le papier diélectrique, le carton isolateur, des fibres ou du papier d'amiante.L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement liml- tatifs et sur lesquels la figure 1 est une élévation schématique d'une boîte d'extinction d'arc la figure 2 est une copte transversale de cette boîte selon la ligne I - I de la figure 1 les figures 3 et 4 sont des représentations schématiques de dispositions connues de tôles d'étouffement shuntées individuellement par l'arc la figure 5 est une élévation d'un dispositif d'étouffement d'arc selon l'invention ; la figure 6 est une vue en plan selon la ligne V - V de la figure 5 ; la figure 7 représente schématiquement de face une variante de réalisation du dispositif de l'invention ; la figure 8 est une vue en plan selon la, ligne VII - VII de la figure 7 ; et la figure 9 est une élévation de la boite dtextinc- tion d'arc selon la figure 7. Une pièce fixe 12 et une pièce mobile 13 de contact sont disposées à l'intérieur d'un boîtier il d'Interrupteur automatique, le contact mobile 13 pouvant tourner autour d'un axe fixe 14. Le contact fixe 12 se prolonge en une première chicane 15 et une seconde chicane 16 parallèle à la précédente est reliée au contact mobile 13 par un conducteur souple 17. Des tôles d'étouffement 18, 19, 20 et 21 sont disposées entre les deux chicanes 15 et 16. Il se forme tout d'abord lors d'une commutation un arc 221 qui éclate directement à l'emplacement auquel les deux pièces 12 et 13 sont en contact. Cet arc 221 migre ; il s'éloigne du point de contact et l'une de ses bases longe le contact mobile 13 tandis que l'autre longe la chicane 15. L'arc occupant sa seconde position porte la référence 222. Le champ magnétique de soufflage apparaissant par suite de la disposition des pièces fixe et mobile de contact 12 et 13 refoule l'arc dans la direction de la flèche A vers les tôles d'étouffement 18 à 21 ; il brûle alors entre ces différentes tôles de la manière indiquée par la référence 223. La figure 2 illustre l'arc 223 en une autre vue qui est la coupe selon la ligne I - I de la figure 1. Si aucune précaution particulière n'est prise, l'arc a la possibilité de brûler en différents points imprévisibles sur les tôles d'étouffement sous l'effet de son champ propre et sous l'effet de flux thermiques particuliers à l'intérieur du paquet de tôles. Ainsi, l'arc peut brûler par exemple aux points P1, P2 et P3 tels que représentés sur la figure 4, ces points se trouvant sur le bord du paquet de tôles et faisant courir le risque d'un shuntage de toutes les tôles, c'est-à-dire le risque d'un court-circuit entre les deux chicanes 15 et 16, comme le montre la figure 3. Cet arc de court-circuit porte la référence 224. Ce shuntage des différentes tôles 18 à 21 abaisse bien entendu considérablement le pouvoir de coupure d'un interrupteur automatique et la capacité d'étouffement de la chambre d'extinction.L'expérience a montré qu'il est très gênant que la base de l'arc se forme dans la zone de la surface hachurée de la figure 4 qui porte la référence F, car cette surface est trop proche du bord des tôles, de sorte que la formation d'arcs à l'extérieur des tôles est parfaitement possible. Conformément à l'invention, le risque de shuntage de tôles individuelles est évité par revêtement de la surface des tôles 18 et 21 qui est voisine des chicanes 16 et 15, donc des surfaces F1 et F2, d'une couche isolante 23 ainsi que 24. Comme le montre la figure 6, le revêtement de matière isolante est en forme d'étrier dont la partie ouverte est orientée vers les pièces de contact. Les revêtements 23 et 24 peuvent être des plaques de matière isolante ; il est bien entendu possible aussi d'enduire les tôles d'une matière correspondante. La figure 7 représente un mode de réalisation dans lequel les revêtements isolants 23 et 24 sont formés d'une gaine 25 dont les surfaces 26 et 27 voisines des chicanes 16 et 15 (fig. & comportent chacune une fente 28 comportant au fond un élargissement 29. Les surfaces latérales 30 de la gaine 25 comportent des trous 31 tels que représentés sur la figure 9. La gaine étant disposée à recouvrement d'un côté du paquet de tôles, comme montré sur la figure 7 en P 4, le nombre des trous prévus de ce côté peut être réduit. Lorsqu'un arc éclate, il migre de la manière représentée sur la figure 1 dans ladirection de la flèche A à l'intérieur du paquet de tôles d'étouffement. Les revêtements 24 et 23 ou la gaine 25 guident cependant l'arc dans la zone de la fente ou dans la zone de l'ouverture de l'étrier. Il migre alors dans le mode de réalisation de la figure 8 à l'intérieur de l'élargissement 29 dans lequel il se stabilise. Sa migration vers les points P 1 et P 2 et donc le shuntage de différentes tôles ou un court-circuit entre les deux chicanes est évité avec sécurité dans la disposition selon l'invention comprenant les revêtements isolants 23 et 24 selon les figures 5 et 6 ou la gaine selon les figures 7 à 9. REVENDICATIONS 1. Interrupteur automatique à au moins une pièce fixe et au moins une pièce mobile de contact entre lesquelles éclate, lors d'une commutation, un arc qu'au moins une chicane reliée à chacune des pièces de contact dirige vers un paquet de tôles d'étouffement, caractérisé en ce qu'au moins l'une des tôles d'étouffement (18, 21) est revêtue d'une matière isolante qui la recouvre partiellement de manière que la base de l'arc ne puisse brûler que sur la zone à découvert de cette tôle d'étouffement. 2. Interrupteur automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu une plaque (23, 24) de matière isolante recouvre partiellement la tôle d'étouffement(18, 21). 3. Interrupteur automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle d'étouffement est enduite partiellement d'une matière isolante. 4. Interrupteur automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière isolante forme un revêtement en étrier de la tôle d'étouffement, la partie ouverte de l'étrier étant dirigée vers les pièces de contact. 5. Interrupteur automatique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture de l'étrier comporte un élargissement dans son fond. 6. Interrupteur automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le côté revêtu de la ou des tôles d'étouffement est celui qui est tourné vers la ou vers les chicanes. 7. Interrupteur automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les plaques isolantes font partie d'une gaine (30) qui entoure les tôles d'étouffement (18, 19, 20, 2t) qui forment un paquet. 8. Interrupteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les côtés de la gaine (30) qui sont transversaux par rapport aux tôles d'étouffement de l'arc sont perforés. 9. Interrupteur automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, earactérisé en ce qe la matière isolante utilisée est avantageusement du papier diélectrique, du carton isolant, des fibres ou du papier d'amiante.