Brevet FR2377695A1 — publié le 19780811

1'invention, due à la collaboration de M.TPcques HENNEBERT est relative à un interrupteur à autosoufflage comprenant une saire de contacts allongds coaxiaux tubulaires, susceptibles de se séparer lors de l'ouverture de l'interrupteur Dar coulissement axial pour tirer un arc entre les contacts écartés et venir en une position d'extinction de l'arc, une buse de soufflage entourant coaxialement lesdits contacts et prdsentant un col de section étrécie. corresnondant b la section externe du contact traversant et obturant le col dans sa quasi-totalitd en position de fermeture de l'interrunteur, et un disnositif de compression d'un gaz de soufflage actionné lors de ladite ouverture pour refouler à travers ladite buse et les contacts écartés ledit gaz, oui s'échappe par lesdits contacts. Le brevet français N 2 064 649 dderit un interrupteur du genre mentionné provoquant dès la séparation des contacts un soufflage intensif de l'arc et une rapide extinction de ce der- nier. Le débit maximal de soufflage est atteint dès que le contact, oui traverse le col en position de fermeture, franchit ce col, et ce ddbit maximal est maintenu pendant toute la course d'ouverture et la venue des contacts en une position d'écarte- ment suffisante à l'extinction de ltarc. te soufflage intense provoque dans certains cas un vdritable arrachement de l'arc avec formation de surtensions et lors de coupures de courants de ddfaut importants la surpression dans la chambre de coupure engendre un retour des gaz par la section importante d'écoulement, retardant l'arrive et le soufflage de l'arc par des gaz frais. La régente invention a pour but de remddier à ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un interrupteur à soufflage modulé par des moyens particulièrement simples. l'interrupteur selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un écran en matériau isolant à orifices de limitation de l'dcoulement du gaz de soufflage, entourant lesdits contacts et que la section de passage du gaz de soufflage à travers ledit écran vers lesdits contacts écartées augmente avec l'écartement desdits contacts pour être maximale en ladite position d'extinction. La section de soufflage ne devient maximale qu'en fin de course d'ouverture, les contacts étant en une position favora ble n l'extinction de l'arc. Cette modulation du soufflage permet de plus une économie de gaz comnrimé et de ce fait une ré- duction de la capacité du dispositif de soufflage et de ltener- gie de commande de l'interrupteur. La variation de la section de tassage du gaz de soufflage est avantageusement réaliste nar le contact lui-même, qui dd- couvre nrogressivement au coude son déplacement les orifices de nassage. A cet effet, l'écran en forme de manchon entoure coaxialement à faible eu les contacts en position de fermeture, les orifices de passage étant échelonnés ou s'étendant le long de génératrices du manchon. Les orifices de passage peuvent être mis à contribution amour le guidage ou l'orientation des filets fluides, notamment pour la cation d'un mouvement tourbillonnaire favorisant le refroidissement de la zone d'arc.Leur rd- partition permet une variation approprie linéaire ou non du dé- bit de soufflage en fonction de la distance de sénaration des contacts. La hauteur du manchon isolant correspond sensiblement à cette distance de séparation, les contacts restant en position d'ouverture engagés dans les extrémités du manchon, mais il est possible de ménager une course additionnelle pour assurer un retrait de ltun des contacts du manchon et une sdparation galvanique. Selon un mode de mise en oeuvre préféré, le manchon est assujetti ou forme un ensemble monobloc avec la buse, qui est solidaire de l'un des contactes, notamment du contact mobile actionnant le dispositif de compression du gaz de soufflage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description 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 les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe axiale d'un interrupteur selon l'invention représenté respecti vement en position de fermeture et d'ouverture la figure 3 est une vue à échelle agrandie d'une variante de rdalisatior de la buse illustrée par les figures 1 et 2 la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-rV de la figure 3. Sur les figures, une enveloppe étanche 10 de forme cy - - lindrioue est remplie d'un gaz à rigidité diélectrique élevé, notamment dthexafluorure de soufre sous faible pression. A l'in- trieur et coaxialement au cylindre 10 sont disposés un contact tubulaire fixe 12 et un contact tubulaire coulissant 14, qui se prolonge par une tige de commande 16 traversant d'une manière étanche le fond 18, agence en couvercle du cylindre 10.En po sition de fermeture,de l'interrupteur les contacts alignés 12, 14 soflt aboutés et entourés à faible jeu par un manchon cylin dorique 20 en un matériau isolant résistant à l'action de l'arc, notamment an polytetrafluoréthylène. An Volume pistonnable 22 est délimite par une cloison intermédiaire 24 et un piston mobile 26, solidaire du contact mobile coulissant 14, le gaz comprimé par le déplacement du piston 26 s'échappant du volume 22 par des orifices 28 du piston 26 dans une buse de soufflage 30 portée par le piston 26. ta buse de soufflage 30, coaxiale aux contacts 12, 14, présente un col 32 qui embrasse à faible jeu le contact fixe 12, traversant le col en position de fermeture de l'interrupteur.Le manchon 20 se raccorde d'un côté au col 32, auquel iS est assujetti, et stem botte du eoté opposé sur l'extrémité 34 du contact mobile 14, de manière à ponter l'intervalle entre le col 32 et le contact mobile 14. Des fentes 36 s'étendent suivant des génératrices sur la quasi-totalitd de la- hauteur et régulièrement réparties sur la périphérie du manchon 20. Elles constituent les seuls orifices de passage des gaz comprimés par le piston 26 vers la zone de coupure et en position de fermeture de l'interrupteur elles sont obtures par le contact fixe 12 enfilé dans le manchon 20. Le contact mobile 14, le piston 26, la buse 30 et le manchon 20 constituent l'équipage mobile de l'interrupteur, se déplaçant comme un ensemble monobloc. Pour des raisons de clarté du dessin et de l'exposé ne sont ni représentés ni décrits les amenées de courant aux contacts 12, 14, ni le dispositif de précompression, foras par exemple par un montage semi-fixe du contact 12 ou une course morte de-la commande. Des orifices 38, 40 font communiquer l'espace interne des contacts tubulaires 12, 14 avec le volume de l'enveloppe lO. L'interrupteur fonctionne de la manière suivante l'ouverture de 1'interrupteur est command car un d4pla- cement vers le bas (sur. la figure l) de la tige de commande 16, qui entrain le piston 26, la buse 30, le manchon 50 et le contact mobile 14, qui se sépare du contact 12. L'arc tiré entre les contacts séDarés 12. 14 s'étend à l'intérieur du manchon 50 et est soufflé par le gaz comprimé dans le volume 22, qui s'échappe par la buse 30 et les fentes 36 et est évacué par les contacts tubulaires lp. 14. Au début de l'ouverture seules les tarties inférieures des fentes 36 sont découvertes et le débit de soufflage est limité par cette section restreinte de passage du gaz. Led ébit s'accroît avec le retrait progressif du manchon 50 du contact 12 pour devenir maximal dans la position d'extinction de l'arc, représentée à la figure 2. Dans cette position l'extrémité du contact 12 reste emboîtée dans le manchon 20, mais il est clair qu'une séparation galvanique peut être obtenue nar un mouvement additionnel limité. te section de passage du gaz êe soufflage varie linéai- rement au cours de la course d'ouverture, mais une loi diffé- rente de variation peut facilement être obtenue, par exemple par des fentes de largeur croissante ou décroissante ou par des fentes ou orifices additionnels. Les passages peuvent être constitués ou comporter de simples trous de même section ou de sections différentes, régulièrement ou irrégulièrement répartis sur le pourtour etXou la hauteur du manchon.Les fentes ou trous peuvent être orientés radialement et perpendiculairement à l'axe du manchon pour un soufflage centripète, mais ils peuvent êtré obliques pour présenter une composante tangentielle de la manière re décrite ci-dessous en référence à la figure 4 pour engendrer Un tourbillon favorisant les échanges thermiques. Les trous peuvent deplus être inclinés et présenter une composante axiale pour orienter axialement le jet de gaz de soufflage. Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 1 et 2 le manchon est solidarisé par tout moyen opérant à la buse de soufflage, mais il est clair que la buse et le manchon peuvent être réalisés en un seul bloc, par exemple de la manière représentée aux figures 3 et 4. Un buse 42 en forme de convergent 44, divergent 46 se raccordant au col 32, présente dans la partie convergente 44 en amont du col 32 et sur une hauteur correspondant à celle du manchon 20 de la figure 1, des saillies internes 46 qui délimitent entre elles des fentes 36 de passage de; gaz de soufflage et confinant par leur tranche ou bord frontal un volume cylindrioue 48, de section égale à celle du col 32, susceptible de recevoir le contact fixe 12. Le fonctionnement est bien entendu identique à celui décrit ci-dessus et l'on notera que les fentes 36 sont orientées en oblique pour engendrer une turbulence. L'invention n'est bien entendu nullement limitée aux modes de'misse en oeuvre plus particulièrement décrits, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences, notamment celle dans laquelle l'écran serait assujetti au contact fixe ou mobile et désoli darisd de la buse de soufflage. REVENDT CATIONS 1. Interrunteur à autosoufflage comprenant une paire de contacts allongés coaxiaux tubulaires, susceptibles de se séparer lors de l'ouverture de l'interrupteur Dar coulissement axial pour tirer un arc entre les contacts écartés et venir en une position d'extinction de l'arc, une buse de soufflage entourant coaxialement lesdits contacts et présentant un col de section retrécie, corresnondant à la section externe du contact travers sent et obturant le col dans sa ouasi-totalité en position de fermeture de l'interrupteur, et un dispositif de compression d'un gaz de soufflage actionné lors de ladite ouverture pour refouler à travers ladite buse et les contacts écartés ledit gaz, qui s'échappe par lesdits contacts, caractérisé par le fait ou'il comprend un écran en matériau isolant à orifices de limitation de l'écoulement du gaz de soufflage, entourant lesdits contacts et que la section de passage du gaz de soufflage à travers ledit écran vers lesdits contacts écartés augmente avec l'écartement desdits contacts pour être maximale en ladite po siti-on d'extinction. 2. Interrupteur selon la revendEcation 1, caractérisé par le fait que ledit écran en forme de manchon entoure à faible jeu lesdits contacts et s'étend sur une hauteur correspondant à l'écartement des contacts en ladite position d'extinction et que ledit manchon présente des orifices de passage du gaz, découverts progressivement au cours du mouvement d'écartement des contacts. 3. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé nar le fait que ledit manchon se raccorde au col de ladite buse et s'étend du côté de l'entrée du gaz de soufflage dans la buse et que les extrémités desdits contacts sont enfilées dans ledit manchon en position de fermeture de ltinterrupteur et viennent au contact dans une zone voisine de l'extrémité du manchon opposée audit col. 4. Tnterrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ltéeran isolant en forme de manchon présente des fentes de passage du gaz de soufflage qi s'étendent suivant des génératrices. 5. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait aue la largeur des fentes est constante sur toute la hauteur du' manchon et que lesdites fentes sont réparties régulièrement sur la périphérie du manchon. 6. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la largeur des fentes varie, de manière à réaliser une variation non linéaire de la section de passage du gaz de soufflage en fonction de la distance d 'écartement des contacts. 7. Interrupteur selon l'une quelconque des revencications précédentes, caractérise par le fait que lesdits orifices ménagés dans l'écran sont agencés pour conférer à l'écoulement du gaz de' soufflage une turbulence. 8. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un équipage mobile formé par un piston de soufflage, une buse de soufflage portée par le piston et un contact mobile tubulaire, caractérisé par le fait que l'écran isolant à orifices s'étend entre le col de la buse et l'extrémité du contact mobile, de manière à constituer un passage obligatoire du gaz comprime vers la zone de coupure et d'évacuation. 9. Interrupteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le diamètre intérieur de l'écran isolant de forme cylindrique correspond au diamètre extérieur du contact tubulaire fixe pdnetrant en position de fermeture de l'interrupteur dans la buse et s'a, boutant au contact mobile. 10. Interrupteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qae ledit écran est monobloc avec la buse de soufflage.