Brevet FR2363878A1 — publié le 19780331

L'invention, due à la collaboration de Monsieur André DUCLUZAUX, est relative à un disjoncteur électrique -à effet de limitation de courant par ouverture rapide de chaque pôle, comprenant une commande électrodynamique de déplaeement rapide en position d'ouverture de l'équipage mobile dudit pale. L'organe de propulsion de~la commande électrodynamique diun disjoncteur du genre mentionné est un bras isolant poussé par un disque mobile conducteur de grand diamètre coopérant par répulsion avec un élément inducteur exeité lors d'un défaut par la déS charge d'une batterie de condensateurs. L'idée'inventive consiste à tirer avantage de la disposition de l'organe de propulsion pour améliorer le pouvoir de coupure de l'appareil par l'adjonction de chambres élementaires par pôle sans modifier l'encombrement du disjoncteur. Le disjoncteur selon la -présente invention est caractérisé par le fait que chaque pôle comporte deux ou plusieurs chambres de coupure juxtaposées par leurs faces latérales et accolées de manière à s'inscrire à l'intérieur du gabarit défini par la largeur des plages liée à l'intensité nominale élevée de l'appareil et qutà chaque chambre de coupure est associé un ou deux intervalles de coupure, tous électriquement reliés en série, les contacts mobiles desdits intervalles de coupure étant solidaires dudit équipage mobile et déplacés simultanément par action de ladite commande électrodynamique. On connatt un disjoncteur dont chaque pôle présente deux ou plusieurs intervalles de coupure en série, chacun associé à une chambre de coupure ou d'extinction d'arc, mais cette disposition implique une augmentation de l'encombrement de l'appareil. Selon un mode de réalisation de l'invention, le disjonc- teur est muni d'un circuit principal de passage de courant permanent à pont mobile principal monté à coulissement dans un plan vertical de symétrie de l'organe de propulsion électrodynamique, et d'un circuit pare-étincelles doté de deux ou plusieurs chambres élémentaires d'extinction d'arc par pôle. Le pont mobile principal est pourvu de plusieurs plots de contacts alignés, et les tiges de manoeuvre des contacts pareétincelles mobiles sont intercalées chacune dans l'espace ménagé entre deux plots successifs. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de 1 exposé qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de linvention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe selon la ligne-brisée I-I de la figure 2, d'un disjoncteur électrique selon l'invention, représenté en position de fermeture; la figure 2 est une vue en coupe axiale selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle en plan de la figure 2, les deux chambres d'extinction d'arc du pôle étant enlevées. Sur les figures 1 à 3, un pale de l'interrupteur électrique, notamment d'un disjoncteur rapide limiteur, comporte un circuit principal 10 parcouru par le courant permanent et muni d'un pont 12 de contacts mobiles principaux, assuJetti à un bras 14 monté à coulissement de manière à commander l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur. Le bras 14 est associé à un dispositif électro-moteur muni d'un disque mobile conducteur 16 de grand diamètre disposé en regard d'une bobine 18 annulaire fixe, enrobée dans un élément support 20 en matériau isolant. La bobine 18 peut être alimentée par une décharge d'une batterie de condensateurs (non représentée), et les courants induits dans le disque 16 pro vouent, par effet électrodynamique, la répulsion du disque 16 selon le sens de la flèche F.Une telle commande d'ouverture rapide des contacts est bien connue et il est inutile de la décrire plus en détail. Un dispositif de verrouillage unidirectionnel (non représenté) du type décrit dans le brevet français 2.247.118 de la demanderesse assure l'auto-accrochage de l'équipage mobile de l'interrupteur en position d'ouverture. Le pont 12 coopère avec une paire de contacts fixes principaux 22, 24 raccordés à des conducteurs 26 > 25 d1amenée et de sortie du courants et munis de plages 289 30 de contacts allongées se faisant face et séparées par un intervalle susceptible d'être shunté par le pont 12 en position de fermeture.Les pages 28, 30 s'étendent dans deux demiplans d'un dièdre à arête parallèle à la longueur des plages, et le pont 12 porte trois plots ou doigts 32 alignés dans le sens de ltarête du dièdre et de sections trapézoidales appropriées à la configuration des plages 28, 30 taillées en biseau. L'ensemble de ces organes est contenu dans un bottier ou enveloppe 34 muni de deux parois verticales 36, 38 réunies par deux traverses 40 formant la base du disjoncteur. Selon l'inventionl on tire avantage du diamètre important du disque 16 et du dimensionnement du circuit principal 10 pour améliorer le pouvoir de coupure de l'appareil, sans modifier l'encombrement du bottier 34. A cet effet, deux circuits pareétincelles 42, 44 à couplage électrique série coopèrent avec le circuit principal 10 et comportent deux chambres 46, 48 d'extinction d'arc juxtaposées et échelonnées dans le sens d'alignement des plots 32 du pont mobile 12 sans dépasser la largeur "1" du bottier 34.Le pont mobile 12 est monté à coulissement dans le plan bissecteur de trace XX' du dièdre et entrasse au bout d'une précourse "d" prédéterminée un pont auxiliaire moUle 50, 52 > associé à chaque circuit pare-étincelles 42, 44 respectivement, par l'intermédiaire de deux tiges de liaison 54, 56 intercalées entre les plots 32. L'équipage mobile du pôle de l'interrupteur est formé par les ponts mobiles principal 12 et auxiliaires 50 > 52, les tiges de liaison 54, 56 et le disque conducteur 16 associé à son bras 14 support. Les circuits pare-étincelles 42, 44 sont identiques et présentent chacune une structure symétrique par rapport au plan bissecteur XX'.Les ponts auxiliaires 5Q, 52 coopèrent en position de fermeture avec des contacts pare-étincelles fixes 58, 60 en forme de boucle dont les extrémités supérieures sont agencées en cornes d'arc 61, 64 dirigées vers la tSle aval 66, 68 de désionisation de l'arc. Les chambres 46, 48 comportent chacune deux empilages 70, 72 de plaques métalliques encochées de refroidissement de l'arc électrique tiré dans les deux zones d'arc,74, 76 ménagées entre chaque paire de contacts pare-étincelles 58, 50; 50 > 60, et une corne centrale 78 de guidage de l'arc en forme de U sépare les deux empilages 70 > 72 et est assujettie à I'enveloppe 80 de chaque chambre par une tige support 82. Une tresse 84 conductrice, reliée entre les contacts pare-étincelles fixes 60,-58 -8 des circuits 42 > 44 adjacents, assure la mise en série des arcs engendrés dans les quatre zones d'arc lors de ltouverture de l'interrupteur, et des conducteurs de liaison 86, 88 sont associés aux contacts 58 et 60 des circuits pareétincelles 42, 44 respectivement pour le montage en parallèle de ces derniers aux bornes des contacts fixes principaux 22, 24. Une pièce intercalaire 90, en matériau isolant, agencée entre le boîtier 34 et les chambres de coupure 46, 48 est munie d'ouvertures de passage des tiges de liaison 541 56 et sert dtappui à des ressorts de rappel 92. Le fonctionnement du pôle de coupure de l'interrupteur selon l'invention découle de la description précédente et il suffit de rappeler qu'en position de fermeture illustrée aux figures 1 à 31 le courant permanent circule dans le circuit principal 10 ayant une résistance électrique inférieure à celle des circuits pare-étincelles 42, 44 en série. Lors de l'apparition d'un courant de défaut, le dispositif électromoteur provoque l'ouverture rapide successive des contacts principaux, puis pare-étincelles après rattrapage de la précourse 'tdH prédéterminée avec la formation de quatre arcs électriques connectés en. série et l'apparition d'une tension d'arc importante appropriée à une extinction rapide de l'arc dans les empilages 70, 72. La croissance rapide de la tension d'arc totale due à 11allongement maximum des arcs en série, est obtenue sans. modification de l'encombrement du bottier 34 et du circuit principal 10 et nécessite par comparaison à une chambre unique, l'adjonction d'une chambre d'extinction dtarc 48 supplémentaire associée à un circuit pare-étincelles 44 et commandé par une tige de liaison 56, et la suppression d'un plot 32 de contact principal. L'invention n'est bien entendu nullement limite au mode dejmise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté aux dessins annexés, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques et électriques, notamment celle dans laquelle le dispositif électro-moteur à ouverture électrodynamique serait d'un type différent, et celle dans laquelle un nombre supérieur de chambres élémentaires juxtaposées d'extinction d1arc serait utilisé dans la limite de l'encombrement du bottier 34, les contacts de coupure étant indifféremment montés à coulissement ou à pivotement dans les chambres selon le type de commande d'ouverture. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur électrique à effet de limitation de courant par ouverture rapide de chaque pâle, comprenant, associée à chaque pale, une commande électrodynamique de déplacement rapide en position d'ouverture de l'équipage mobile dudit pale, caractérisé par le fait que chaque pôle comporte deux chambres de coupure juxtaposées à grandes faces latérales accolées de manière à s'ins- crire à l'intérieur du gabarit défini par la largeur des plages fonction de l'intensité nominale élevée et qu'à chaque chambre de coupure est associé au moins un intervalle de coupure, tous électriquement reliés en série, les contacts mobiles desdits intervalles de coupures étant solidaires dudit équipage mobile et déplacés simultanément par action de ladite commande électrodynamique. 2. Disjoncteur électrique selon la revendication 1, carac térisé.par le fait qu'à chaque chambre de coupure est associé un pont de contact mobile définissant deux intervalles de coupure en série, les deux ponts de contacts s'étendent parallèlement en étant reliés électriquement en série. 3. DisJoncteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite commande électrodynamique comporte une bobine fixe coopérant avec un disque conducteur mobile, disposé en position de repos en regard de ladite bobine > de manière à subir une répulsion électrodynamique lors de l'alimenta- tion de ladite bobine et que les faces d'entrée desdites chambres de coupure s'étendent dans un plan parallèle audit disque, les chambres de coupure étant disposées symétriquement de part et d'autre de l'axe dudit disque. 4. Disjoncteur électrique selon la revendication 1, 2 ou 3 > dans lequel chaque pôle comprend un circuit principal et un circuit pare-étincelles, lesdits intervalles de coupure étant insérés dans ce dernier circuit, caractérisé par le fait que ledit équipage mobile comporte deux tiges de manoeuvre des contacts mobiles pare-étincelles de chaque chambre de coupure et intercalées entre les contacts mobiles en parallèle dudit circuit principal.