Brevet FR2429488A1 — publié le 19800118

L'invention, due à la collaboration de Monsieur POTEY Vinayak, est relative à un disjoncteur électrique multipolaire basse tension renfermant un mécanisme de manoeuvre piloté par un déclencheur automatique et une manette de commande pour l'actionnement du disjoncteur entre les positions d'ouverture et de fermeture, chaque pAle comprenant - une rangée de bras de contacts montés à pivotement limité sur un axe commun et dotés chacun d'un contact mobile coopérant avec un contact fixe conjugué en position de fermeture, - et une chambre de coupure pourvue d'un empilement de séparateurs ferromagnétiques de désionisation disposés à intervalles réguliers au-dessus de la chambre de formation d'arc et transversalement à la direction d'extension de l'arc. Selon un dispositif connu du genre mentionné, chaque séparateur est formé par une simple plaque en acier comportant une encoche ou fente principale appropriée au débattement d'une rangée de contacts mobiles principaux et d'arc Le pouvoir de coupure est légèrement amélioré en ménageant des fentes additionnelles de part et d'autre de la fente principale, pour empocher la stagnation de l'arc aux extrémités des plaques, mais les performances de coupure d'une telle chambre restent néanmoins limitées. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de réaliser un disjoncteur à pouvoir de coupure renforcé, utilisable notamment dans les réseaux basse tension à courant continu. Le disjoncteur selon l'invention est caractérisé par le fait que chaque séparateur est formé par une tôle pliée en forme de U à âme recourbée, orientée vers la chambre de formation d'arc et encochée par au moins deux évidements espacés selon la direction d'alignement des bras de contact, et qu'une corne de guidage de l'arc est logée dans chaque évidement des deux séparateurs d'extrémités. Selon une caractéristique de l'invention, à chaque séparateur en U est associée une cloison en matériau isolant réfractaire, agencée dans la zone d'échappement des gaz ionisés en s'introduisant dans l'interstice confiné entre les branches parallèles du séparateur pour empocher un éventuel réamorçage de l'arc dans ladite zone Selon une autre caractéristique de l'invention, une paroi isolante s'étend transversalement depuis la base de la chambre de formation d'arc jusqu'au voisinage du col intermédiaire de liaison des deux évidements de chaque séparateur en U, de manière à subdiviser ladite chambre de formation en deux chambres élémentaires adjacentes. 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 montre une vue en élévation et en coupe d'un disjoncteur représenté en position de fermeture et équipé d'une chambre de coupure selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II Il de la figure 1. En référence aux figures 1 et 2, un p81e de disjoncteur 10 électrique basse tension multipolaire est doté d'une chambre de coupure 12 comprenant un empilement de tales ou séparateurs 14a....14n ferromagnétiques de désionisation de l'arc, disposés parallèlement entre eux à intervalles réguliers et transversalement par rapport à la direction d'extension de l'arc. Le mécanisme de manoeuvre (non représenté) à déclencheur automatique et à manette de commande manuelle actionne l'équipage mobile de chaque ptle comportant une rangée de quatre bras 16 de contacts, montés à pivotement limité sur un axe commun, chaque bras 16 étant pourvu d'un contact mobile 18 coopérant en position de fermeture avec un contact fixe 20 conjugué.Les quatre paires de contacts 18, 20 sont agencées dans une chambre de formation 22 d'arc située sous les séparateurs 14 dans la partie inférieure de la chambre de coupure 12 à l'opposé de la zone d'échappement 24 des gaz ionisés. Selon l'invention, chaque séparateur ou tale 14a.... 14n est formé par une plaque en acier doux, pliée en forme de U dont les deux branches 26, 28 parallèles s'étendent en direction de la zone d'échappement 24 et confinent entre elles un interstice 30. Les deux branches 26, 28 sont assujetties à une ame 32 recour bée > dirigée vers la chambre de formation 22 d'arc et encochée de deux évidements 34, 36 adjacents en forme de V renversé. A chacun des deux séparateurs 14a et 14n d'extrémités est associée une paire de cornes parallèles 38a, 38b ; 40a, 40b de guidage de l'arc, logée dans la chambre de formation 22 de manière à assurer la migration rapide de l'arc vers la chambre de coupure.La première paire de cornes de guidage 38a, 38b située à l'une des extrémités de la chambre 22 s'étend respectivement depuis l'intérieur des évidements 34, 36 du séparateur d'extrémité 14a jusqu'au voisinage e deux contacts fixes 20 adjacents deux à deux La deuxième paire ae guidage 40a, 40b est ag,eneee à a autre extremite de la chambre de corneQ5n5e formation 22 d arc à l'intérieur des évidements 34, 36 du séparateur d'extrémité 14n et dirigée jusqu'à une position prédéterminée séparée des contacts mobiles 18 en position de fermeture du disjoncteur par une distance appropriée correspondant à la course d'ouverture de l'équipage mobile, au bout de laquelle les racines d'arc sont commutées des contacts mobiles 18 vers les cornes de guidage 40a, 40b associées.En plus de l'attraction magnétique de l'arc par les séparateurs, la montée de l'arc dans la chambre de coupure est améliorée par la présence d'une paroi 42 isolante de séparation de la chambre de formation 22 d'arc en deux chambres élémentaires 22a, 22b disposées côte à caste, chaque chambre renfermant une paire de contacts fixes 20 associée à la corne de guidage 38a ou 38b correspondante, et une paire de contacts mobiles 18 associée à la corne de guidage 40a ou 40b. La paroi 42 se trouve dans un plan médiateur perpendiculaire aux séparateurs 14 en s'étendant depuis la base de la chambre de formation 22- jusqu'à l'âme 32 de chaque séparateur, au voisinage du col central de liaison des deux évidements 34 > 36.Une bobine électromagnétique 44, logée dans la chambre de formation d'arc 22 au voisinage des cornes de guidage 40a, 40b, est excitée lors de la séparation des contacts fixes 20 et mobiles 18 après commutation des racines dtarc sur les cornes 40a, 40b en fin de course d'ouverture des contacts mobiles 18, tel que le champ magnétique engendré par la bobine 44 accélère la montée de l'arc vers les séparateurs 14. Dans la zone d'échappement 24, des cloisons 46 en matériau isolant réfractaire, sont échelonnées à intervalles réguliers le long de la direction d'extension de l'arc en s'introduisant dans les interstices 30 des séparateurs 14 à 11 opposé des fumes 32 recourbées. Ces cloisons 46 empochent un éventuel réamor çage de l'arc i l'arrière de la chambre 12 par un refroidissement supplémentaire des gaz ionisés. Le fonctionnement du disjoncteur 10 selon l'invention est le suivant Lors de l'apparition d'un courant de défaut détecté par le déclencheur, le mécanisme de manoeuvre provoque l'ouverture du disjoncteur par pivotement des quatre bras de contacts 16 de chaque p81e vers la droite engendrant un arc tiré entre chaque paire de contacts 18, 20, séparés. Les racines d'arc prenant naissance sur deux contacts fixes 20 adjacents dans chaque chambre élémentaire 22a, 22b sautent rapidement sur la corne médiane de guidage 38a, 38b correspondante, en direction des évidements 34, 36 du séparateur d'extrémité 14a.En fin de course d'ouverture des bras 16 de contact s'effectue la commutation de l'arc des contacts mobiles 18 sur les cornes de guidage 40a, 40b ; à cet instant, un arc est accroché entre les cornes de guidage 38a, 40a ; 38b, 40b de chaque chambre élémentaire 22a, 22b, et est soufflé par son propre champ magnétique, respectivement vers les évidements correspondants 34 ou 36 des séparateurs 14a 14n doubles ; l'expansion de l'arc dans la chambre 22, et sa montée rapide vers les séparateurs 14 due à leur attraction magnétique, sont renforcées par l'influence du champ de la bobine 44 et par la présence de la paroi 42 dans la chambre de formation 22. Une pluralité d'arcs divisionnaires s'établissent ensuite d'une manière bien connue dans les entrefers 48 de séparation des tales 14a.... ltn, et l'effet de boucle engendré dans chaque entrefer 48 entre deux branches 28, 26 adjacentes appartenant à deux séparateurs en U 14a 14n successifs accélère la montée de l'arc dans la chambre de coupure 12. Aucun arc n'est engendré dans les interstices 30 confinés entre les branches parallèles au meme potentiel de chaque séparateur 14. La coupure de l'arc s 'opère après un refroidissement suffisant à la désionisation de la chambre 12, et tout réamorçage dans la zone d'échappement 24 est évité par la présence des cloisons 46 de refroidissement des gaz ionisés. Ce disjoncteur est particulièrement adapté à la coupure de courants continus. L'invention n'est 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. REVENDICATIONS 1. Disjoncteur électrique multipolaire basse tension renfermant un mécanisme de manoeuvre piloté par un déclencheur automatique et une manette de commande pour l'actionnement du disjoncteur entre les positions d'ouverture et de fermeture, chaque parole comprenant - une rangée de bras de contacts montés à pivotement limité sur un axe commun, et dotés chacun d'un contact mobile coopérant avec un contact fixe conjugué en position de fermeture, - et une chambre de coupure pourvue d'un empilement de séparateurs ferromagnétiques de désionisation disposés à intervalles réguliers au-dessus de la chambre de formation d'arc et transversalement à la direction d'extension de l'arc, caractérisé par le fait que chaque séparateur est formé par un tAole pliée en forme de U à Ame recourbée, orientée vers la chambre de formation d'arc et encochée par au moins deux évidements espacés selon la direction d'alignement des bras de contact, et qu'une corne de guidage de îtarc est logée dans chaque évidement des deux séparateurs d'extrémdtés. 2. Disjoncteur électrique multipolaire selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'à chaque séparateur en U est associée une cloison en matériau isolant réfractaire, agencée dans la zone d'échappement des gaz ionisés en s'introduisant dans l'interstice confiné entre les branches parallèles du séparateur pour empocher un éventuel réamorçage de l'arc dans ladite zone. 3. Disjoncteur électrique multipolaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'une paroi isolante s'étend transversalement depuis la base de la chambre de formation d'arc jusqu'au voisinage du col intermédiaire de liaison des deux évidements de chaque séparateur en U, de manière à subdiviser ladite chambre de formation en deux chambres élémentaires adjacentes. 4. Disjoncteur électrique multipolaire selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque chambre élémentaire de formation d'arc comporte - une paire de contacts fixes alignés associés à une première corne de guidage de l'arc orientée vers un évidement de l'un des séparateurs d'extrémités, - et une paire de contacts mobiles alignés coopérant en fin de course d'ouverture du disjoncteur avec une deuxième corne de guidage dirigée vers un évidement de l'autre séparateur d'extrémités. 5. Disjoncteur électrique multipolaire selon la revendication 4 caractérisé par le fait q'une bobine électroma magnétique, logée dans la chambre de formation au voisinage de la deuxième corne de guidage de l'arc est excitée lors de la sépàration des contacts fixes et mobiles après commutation des racines d'arc sur ladite deuxième corne de guidage en fin de course d'ouverture.