Brevet FR2341931A1 — publié le 19770916

L'invention, due à la collaboration de Monsieur Vinayak POTEY, est relative à une chambre de coupure pour disjoncteur électrique basse tension munie dtune chambre d'extinction d'arc comprenant un empilement de séparateurs doubles ferromagnétiques de désionisation disposés à intervalles prédéterminés transversalement à la direction d'extension de l'arc, chacun des séparateurs doubles comportant deux plaques juxtaposées, solidarisées l'une à l'autre par un élément de jonction mécanique et électrique et séparées par un entrefer uniforme formant un espace interne de refroidissement des gaz ionisés. Dans un dispositif connu du genre mentionné, l'élément de jonction des deux plaques comporte au moins une entretoise en matériau conducteur ménageant ledit espace interne approprié au libre passage des gaz ionisés engendrés après la naissance de l'arc. La surface interne des plaques refroidit ces gaz à leur passage, et une distance de garde est ménagée au-dessus de la chambre d'extinction pour l'échappement des gaz refroidis. L'espace interne de chaque séparateur double a un entrefer important et sert uniquement de cheminée d'évacuation des gaz ionisés. L'arc ne pénètre pas dans cet espace et est composé par les seuls arcs divisionnaires développés entre les faces externes des séparateurs doubles successifs. L'arc ne subit pas d'allongement notable et ne contribue pas à un accroissement rapide de la tension d'arc de telle manière que le pouvoir de coupure reste limité.On peut pallier cet inconvénient en augmentant le nombre de séparateurs doubles, mais cette solution se heurte aux problèmes d'encombrement et de poids de la chambre. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de réaliser une chambre de coupure perfectionnée d'en- combrement réduit, de même masse magnétique et même nombre de plaques que les chambres classiques, mais avec un pouvoir de coupure accru et une distance de garde diminuée. Elle est caractérisée par le fait que l'épaisseur dudit entrefer est inférieure à celle de chacune desdites plaques des séparateurs doubles, pour provoquer la pénétration de l'arc dans ledit espace interne par attraction magnétique par lesdites plaques, de manière à allonger l'arc et accroître rapidement la tension d'arc. Selon un développement de l'invention, l'épaisseur du dit entrefer est inférieure à la moitié de l'intervalle ménagé entre deux séparateurs doubles. L'élément de jonction des plaques juxtaposées de chaque séparateur double est en matériau ferromagnétique pour augmenter l'attraction magnétique, et est disposé dans une zone voisine du fond des évidements en forme de V des plaques métalliques. Cet élément de jonction comporte avantageusement un bossage, agencé dans ladite zone à la face interne d'au moins une des plaques de chaque séparateur double. Ce bossage est obtenu par une opération d'emboutissage. Des essais ont montré que l'allongement maximum de l'arc était obtenu lorsque deux éléments de jonction ferromagnétiques sont disposés symétriquement par rapport au plan médian longitudinal de la chambre d'extinction, à une hauteur voisine du fond des évidements des plaques. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de l'exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé,- dans lequel la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une chambre de coupure selon l'invention; les figures 2 et 3 montrent respectivement des vues de face et de profil d'un séparateur double selon l'invention; la figure 4, représente un détail de réalisation du séparateur selon la figure 5. Sur les figures, une chambre d'extinction 10 d'arc comporte un empilement de séparateurs 12 doubles ferromagnétiques de désionisation disposés transversalement à la direction d'extension de l'arc et séparés les uns des autres par des intervalles déterminés d confinant une pluralité d'interstices 14 recevant l'arc qui se refroidit au contact des séparateurs 12.Des cornes de guidage 16, 18 des racines d'arc, ménagées le long des bords latéraux 20, 22 d'un boiter 23, encadrent les séparateurs 12 et se prolongent au-delà de la base de la chambre d'extinction 10 à l1inté- rieur d'une chambre de formation 24 d'arc adjacente, délimitée latéralement par deux joues 26 parallèles agencées perpendiculairement à la base de la chambre d'extinction 10 dans la direction d'extension dtarc. Des contacts principaux fixe 28 et mobile 50 prolongés par des guides d'arc associés 52, 54 sont logés dans la chambre de formation 24 de telle manière que le mouvement de sépa ration des contacts 28, 30 s'effectue par un déplacement du contact mobile 50 suivant une direction parallèle aux joues 26. Chaque joue 26 comprend une âme ferromagnétique pourvue d'un revêtement isolant en matériau organique gazogène, notamment à base de polyamide. Une distance de garde "D" ou d'isolement est ménagée entre le bottier 23 de la chambre de coupure et l'enveloppe 55 du dis j oncteur. Selon l'invention, chaque séparateur double 12 comporte deux plaques 36, 38 juxtaposées, solidarisées l'une à l'autre par des éléments de jonction 40, 42, 44 ferromagnétiques, et séparées par un espace 46 interne de refroidissement de gaz ionisés délimité par un entrefer "a" uniforme dont l'épaisseur est inférieure à celle de chacune des plaques 36 ou 38 munies d'évidements 48 en forme de V. Chaque élément de jonction ferromagnétique est obtenu par soudure de deux bossages 50, 52 emboutis respectivement dans les plaques 56, 38.Les éléments-de jonction 42, 44 sont symétriques par rapport au plan médian longitudinal de trace XX' et agencés dans une zone située à proximité du fond des évidements 48 en forme de V. Le troisième élément 40 est ménagé dans la partie supérieure de l'espace interne 46 du séparateur 12, à l'opposé des évidements 48. L'entrefer "a" est inférieur à la moitié de l'intervalle "d" entre deux séparateurs doubles 12 successifs. Une butée 54, assujettie à la corne 16, limite le mouvement d'ouverture du contact mobile 50. Le fonctionnement de la chambre de coupure selon l'in- vent ion est le suivant Lors de l'ouverture du contact mobile 50, un arc est tiré entre les contacts principaux 28, 50, qui chemine rapidement vers les extrémités des guides 32, 54 d'arc divergents. En poursuivant sa course d'ouverture, le contact mobile 50 s'approche de la butée 54 pour atteindre la position représentée en trait discontinu dans laquelle se produit le transfert des racines d'arc sur les cornes 16, 18. L'arc s'étend alors entre ces cornes et est propulsé d'une manière bien connue en direction des séparateurs doubles 12 de la chambre d'extinction 10 par l'action combinée des soufflages magnétique et gazogène dus au matériau composite des joues 26 de la chambre de formation d'arc 24. Le revêtement isolant gazogène des joues 26 est à base de polyamide, notamment du type 6/6 et présente une double fonction: une première fonction d'isolation des parois internes des joues 26 en contact avec l'arc, et une deuxième fonction de soufflage gazogène de l'arc. L'arc se subdivise en arcs divisionnaires engendrés dans les interstices 14 successifs ménagés entre les séparateurs doubles 12. L'épaisseur des entrefers "a" est inférieure à celle de chacune des plaques 56, 38 de chaque séparateur double 12 et est appropriée à la pénétration de l'arc dans espace interne 46 due à l'attraction magnétique desdites plaques.Cet effet magnétique provoque un allongement de l'arc qui lèche les parois internes de chaque séparateur double 12 et augmente ainsi la surface métallique de refroidissement et la dissipation de l'énergie de l'arc. I1 en résulte une bonne désionisation des gaz sortants à la partie supérieure des séparateurs 12 permettant d'adopter une distance de garde "Dn fort réduite. L'accroissement de la tension d'arc dû à l'allongement et au refroidissement de l'arc est favorisé de plus par la pression gazogène engendrée dans la chambre de formation 24, et entrain une extinction rapide de l'arc. L'invention ntest bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté au dessin annexé, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques et électriques, notamment celle dans laquelle les points de jonction ferromagnétiques 40 à 44 seraient agencés différemment dans l'espace interne 46 de chaque séparateur double 12, et en nombre différent. REVENDICATIONS 1. Chambre de coupure pour disJoncteur électrique basse tension munie d'une chambre d'extinction d'arc comprenant un empilement de séparateurs doubles ferromagnétiques de désionisation disposés à intervalles prédéterminés transversalement à la direction d'extension de l'arc, chacun des séparateurs doubles comportant deux plaques Juxtaposées, solidarisées l'une à l'autre par un élément de jonction mécanique et électrique et séparés par un entrefer uniforme formant un espace interne de refroidissement des gaz ionisés, caractérisée par le fait que l'épaisseur dudit entrefer est inférieure à celle de chacune desdites plaques des séparateurs doubles, pour provoquer la pénétration de l'arc dans ledit espace interne par attraction magnétique par lesdites plaques, de manière à allonger l'arc et accroître rapidement la tension d'arc. 2. Chambre de coupure pour appareillage électrique basse tension munie dune chambre d'extinction d'arc comprenant un empilement de séparateurs doubles ferromagnétiques de désionisation disposés à intervalles prédéterminés transversalement à la direction d'extension de l'arc, chacun des séparateurs doubles comportant deux plaques parallèles solidarisées par un élément de jonction et séparées par un entrefer confinant un espace interne de refroidissement des gaz ionisés, caractérisée par le fait que l'épaisseur dudit entrefer est inférieure à la moitié de l'intervalle ménagé entre deux séparateurs doubles successifs. 5. Chambre de coupure selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle chaque plaque des séparateurs doubles présente une encoche en forme de V, qui coiffe la chambre de formation d'arc, caractérisée par le fait que ledit élément de jonction des deux plaques juxtaposées de chaque séparateur double est en matériau ferromagnétique pour augmenter l'attraction magnétique de l'arc. 4. Chambre de coupure, selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit élément de jonction ferromagnétique réunit les deux faces internes juxtaposées desdites plaques dans une zone située au voisinage du fond desdites encoches associées. 5. Chambre de coupure selon la revendication 4, caractérisée par le fait que deux éléments de jonction ferromagnétiques sont disposés dans ladite zone, symétriquement par rapport à un plan médian longitudinal de la chambre d'extinction. 6. Chambre de coupure selon la revendication 4 ou 5, ca ractérisée par le fait qu'au moins une des plaques de chaque sépa rateur double comprend un bossage soudé à la plaque associée pour former ledit élément de jonction ferromagnétique. 7. Chambre de coupure selon la revendication 6, caractérisée par le fait que ledit bossage est obtenu par une opération d'emboutissage de ladite plaque. 8. Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes, munie d'une chambre de formation d'arc, délimitée par des joues parallèles en matériau composite à propriétés ferromagnétiques et gazogènes, caractérisée par le fait que ledit matériau composite comporte un revêtement gazogène à base de polyamide. 9. Chambre de coupure selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit polyamide est du type 6/6.