Brevet FR2421459A1 — publié le 19791026

L'invention concerne un interrupteur électrique d'installation, en particulier un interrupteur de protection de ligne du type à montage sur socle, dans le boîtier duquel sont prévus une chambre d'extinction d'arc avec des tôles d'extinction ou de refroidissement de l'arc électrique, une pièce de contact mobile et une pièce de contact fixe entre lesquelles est produit, lors d'une manoeuvre de coupure, un arc électrique qui pénètre entre les tôles d'extinction ou de refroidissement de l'arc électrique ou il est refroidi et éteint, ainsi qu'un conduit d'echappement pour les gaz d'extinction, une-première et une seconde bornes de connexion étant disposées sur le boitier de l-'interrup- teur pour l'arrivée et le départ du courant. Dans des interrupteurs électriques de protection de ligne, le conduit d'échappement est disposé le plus souvent de telle manière que le trajet entre le coté sortie des gaz des tolets d'extinction et l'orifice d'échappement dans l'atmosphère soit court, c'est-à-dire que quand le côté sortie des gaz se trouve dans la région d'une borne de connexion, l'orifice d'echappement se trouve également dans la région de cette borne. Dans certains cas, pour éviter que des gaz d'extinction encore chauds puissent sortir avec des projections métalliques ou des particules de métal, il est prévu ce qu'on appelle,des caisses à vent" qui captent les gaz et les refroidissent dans une mesure suffisante pour que des gaz d'extinction chauds ne puissent plus sortir.Toutefois, en raison du court trajet d'échappement, il existe néanmoins le risque qu'en cas de coupures par court-circuit à très haute puissance, il puisse s 'échapper des gaz dont la température est encore assez élevée pour que des éléments de matière synthétique se trouvant dans cette région soient-au moins endommagés. Cela est en particulier le cas lorsqu'on utilise des tolets de refroidissement pour le refroidissement et l'extinction. Le but de l'invention est de fournir un interrupteur électrique du genre défini dans le préambule, avec lequel on évite complètement 11 échappement de gaz. trop chauds. Ce but est atteint d'apres l'invention par le fait que les tolets d'extinction ou de refroidissement de l'arc électrique sont disposées dans la région de la première borne de connexion, par le fait que le conduit-d'echappement s'etend sur le côté inferieur du boîtier-et par le fait que l'orifice d'échappement est situé dans la région de la seconde borne de connexion. Afin que les gaz d'extinction chauds qui sont produits lors d'une manoeuvre de commutation soient refroidis de manière suffisante et afin que des projections de métal issues des tales d'extinction ou de refroidissement ne puissent pas parvenir à l'extérieur, il est formé, à l'intérieur du conduit d'échappement, au moins une cavité en forme de poche. Par ailleurs, le conduit d'échappement comporte une chicane de manière à empecher l'introduction d'objets électriquement conducteurs dans le conduit d'échappement ou jusqu'aux tales d'extinction ou de refroidissement. Cette chicane peut être formée de manière avantageuse par le fait qu'une saillie, sur l'un des cOtés de la paroi du conduit d'échappement, pénètre dans l'une des cavités en forme de poche sur le côté opposé de la paroi. Dans ces conditions, la hauteur de la saillie doit correspondre au moins à la hauteur du conduit d'échappement.Les cavités en forme de poche, à l'exception de celle qui sert pour la formation de la chicane, peuvent être également remplacées par des saillies de forme appropriée et, dans ces conditions, il est concevable qu'une saillie soit prévue sur l'un des côtés du conduit d'échappement et l'autre saillie sur l'autre cOté. De cette manière, l'écoulement à l'intérieur du conduit d'échappement s'effectue en zig-zag, ce qui se traduit par un bon tourbillonnement et, par suite, par un bon refroidissement des gaz d'extinction. En outre, une telle disposition en zig-zag des saillies peut être également prévue aìn d'empêcher une introduction d'objets électriquement conducteurs dans le conduit d'échappement.A cet égard, il est avantageux que les saillies soient réalisées sous forme de languettes qui font saillie dans le conduit d'échappement, approximativement jusqu'au milieu de celui-ci ; une autre forme de réalisation avantageuse peut consister en ce que les languettes s'étendent en formant un angle aigu avec la paroi latérale du conduit d'échap- pement dans la direction opposée au sens d'écoulement En d'autres termes, les languettes s'étendent en formant un angle avec la direction d'écoulement. L'avantage du long conduit d'échappement tient au fait que les gaz d'échappement sont ainsi refroidis de manière suf fisante et, danses conditions, les projections métalliques et gouttelettes de métal qui peuvent éventuellement se trouver encore dans les gaz d'échappement et qui sont entraînées par ceux-ci, sont captées dans les cavités en forme de poche ou en avant ou en arrière des saillies a l'intérieur du conduit d'échappement. En raison de la longueur du conduit, les gaz sont également refroidis dans une mesure suffisante pour éviter complètement un endommage- ment d'éléments particuliers de matiere synthétìque dans la région de l'orifice d'échappement. Du fait que saillie qui pénètre dans la cavité opposée en forme de poche a une hauteur qui correspond approximativement à celle du conduit d'échappement, on évite que des objets électriquement conducteurs puissent être introduits intempestivement dans le conduit d'échappement. Ce résultat est également atteint avec la réalisation des saillies sous forme de languettes. Un mode de réalisation de l'invention consiste en ce qutil est inséré, dans le conduit d'échappement, au moins une garniture de métal qui sert à capter, dans les gaz d'extinction d'arc électrique qui sortent, les projections métalliques produites lors d'une manoeuvre de coupure et à refroidir les gaz d'extinction. I1 est avantageux d'utiliser en particulier,- pour de telles garnitures, des tamis, des grilles ou similaires, ainsi que des morceaux de gaze. Avec ces garnitures, on évite en toute sécurité l'échappement de gaz d'extinction d'arc électrique contenant des projections métalliques ; en outre, les gaz chauds d'extinction d'arc électrique sont également refroidis à une température qui est complètement sans danger. Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés. La figure 1 représente un interrupteur électrique dont la paroi latérale a été retirée, avec un conduit d'échappement selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe, faite selon la ligne I-I de la figure 1. La figure 3 représente l'interrupteur de la figure 1 avec une autre forme du conduit d'échappement. La figure 4 represente l'interrupteur de la figure 1 avec une garniture selon l'invention. Dans un boîtier d'interrupteur 1 est monté un levier à bascule 2 manoeuvrable à la main qui peut pivoter autour d'un point de rotation fixe et actionne, par l'intermédiaire d'un levier articulé 3, un levier mobile de coupure 4. Ce levier de coupure 4 est appliqué par l'une de ses extrémités sur un ergot 6 d'un organe d'encliquetage 5 et il est guidé par son autre extrémité dans un évidement fixe 7, de manière à pouvoir pivoter autour de l'ergot 6. Sur l'organe d'encliquetage 5, qui est réalisé sous forme de levier double et peut pivoter autour d'un point de rotation fixe, agissent un déclencheur thermique 13 ainsi qu' un déclencheur électromagnétique 14 au moyen d'une armature battante 15. Le dispositif de contact électrique se compose d'une pièce de contact 9 qui est mobile en rotation autour d'un axe de pivotement fixe 10 et qui coopère avec une pièce de contact fixe 1L Sur ses cotés longitudinaux, la pièce de contact mobile 9 est munie d'ailes en équerre parallèles 24 qui présentent chacune une forure 25 pour l'axe de pivotement fixe 10. Entre ces ailes parallèles 24 est placé un ressort de pression de contact 17, réalisé sous forme de ressort à branches qui est fixé par l'une de ses branches à la pièce de contact mobile 9, tandis que son autre branche est appliquée par son extrémité derrière des ergots 19 de la pièce de contact mobile 9. L'extrémité libre de cette dernière branche du ressort de pression de contact 17 comporte une aile en équerre 20 qui attaque l'une des branches 23 d'un ressort d'ouverture 22. Le levier de coupure 4 est accouplé avec la pièce de contact mobile 9 par un levier intermédiaire 8. Celui-ci est réalisé sous forme d'un levier coudé qui est monté en un point fixe, par l'extrémité 32 de l'une de ses branches, sur une branche d'un étrier en U de fil métallique 36, l'autre branche de cet étrier en U de fil métallique 36 servant de point fixe de montage pour la pièce de contact mobile 9 et constituànt l'axe de pivotement fixe 10. L'autre branche du levier coud comporte à son extrémité libre 31 une surface 34 qui est appliquée contre l'extrémité libre de la branche mobile du ressort de pression de contact 17. Dans ces conditions, la surface 34 porte sur l'arrondi formé par l'aile én équerre 20 dans la position d'ouverture, tandis que dans la position de fermeture, il s'établit un contact linéaire entre l'extrOmité la plus externe de la surface 34 du levier intermédiaire 8 et l'extrémité de la branche mobile du ressort de pression de contact 17. L'angle du levier coudé forme une zone en arc de cercle dont l'arc extérieur 33 roule sur la surface du levier de coupure 4 lors du mouvement pivotant de celui-ci. Sur l'arc extérieur 33 du levier intermédiaire 8 est prévue une arête convexe 35 par laquelle le levier intermédiaire8 est appliqué contre le levier de coupure 4 - dans la position de fermeture.De ce fait et par le contact linéaire entre l'extrémité externe de la surface 34 et le ressort de pression de contact 17, on obtient un rapport de leviers constant de l'accouplement entre le levier de, coupure 4 et la pièce de contact mobile 9. Au dessous du point de contact se trouve une chambre d'extinction et de refroidissement dans laquelle est disposé un paquet 56 composé de tales d'extinction 58 indépendantes. Les tales d'extinction 58 sont montées perpendiculairement au fond, mais elles pourraient également s'étendre obliquement, c'est-à-dire en formant un angle avec le fond. Comme on peut le-voir sur le dessin de la figure 1, la chambre d'extinction et de refroidissement se trouve à gauche. A partir de cette chambre s'étend, de manière a être séparé du mécanisme de déclenchement et de coupure par une cloison intermédiaire 60, un conduit d'échappement 62 dont l'orifice de sortie est situé à droite sur la figure 1. L'orifice d'échappement est désigné par le numéro de référence 64. Sur la figure 2, on peut encore distinguer du cOté droit une partie de la chambre d'extinction et de refroidissement 56. A celle-ci font suite une première cavité 65 avec une saillie 66, une seconde cavité 68 et une autre saillie 70. Dans la région de l'orifice d'échappement se trouve une cavité 72 en forme de poche, avec laquelle la saillie 70 forme une chicane. Avec la disposition selon l'invention et le tracé du conduit d'échappement 62 prévu d'après l'invention, en combinaison avec les-cavités 65, 68 et les saillies 66 et 70, ainsi que la chicane constituée par la saillie 70 et la cavité 72, il est forme un conduit d'échappemènt suffisammment long dans lequel les gaz sont mis en turbulence.en vue de leur refroidissement.Ainsi, la première cavité 65 et la seconde servent simplement a mettre les gaz en tourbillonnement et, le cas échéant, à-capter des projections métalliques qui sont contenues dans les gaz d'extinction, tandis que la chicane qui est formée par -la saillie 70 et la cavité 72 sert pour ainsi dire de barrage, de façon à empêcher que des objets électriquement conducteurs puissent être introduits éventuellement dans le conduit d'échappement. Dans ces conditions, la saillie 70 est cunéiforme ; la cavité 72 présente elle aussi une forme en coin. La surface oblique de la saillie cunéiforme présente une pente ascendante vers l'aval et se termine en une surface verticale d'arrêt.La surface oblique de la cavité 72 s'enfonce presque en direction de l'extérieur dans la matière du boîtier et se termine au point le plus profond de la cavité en formant un arrondi 721, ce qui garantit un bon échappement ou un bon tourbillonnement des gaz d'extinction. Sur la figure 3 est représentée une autre forme de réalisation du conduit d'échappement 62 : il comporte des saillies 74 et 76 opposées en quinconce qui pénètrent approximativement jusqu'au milieu du conduit d'échappement 62 et sont dirigées à l'opposé du sens d'écoulement en formant un angle aigu avec la paroi latérale sur laquelle elles sont disposées ou formées. De cette manière, on parvient à un mouvement-en zig-zag des gaz d'échappement, ce qui se traduit par un effet de refroidissement optimal. On parvient également, par la disposition des saillies 74 et 76, à ce qu'il n'est pas possible de faire pénétrer un objet mince jusqu'aux tôles de refroidissement. Sur la figure 4, l'interrupteur est représenté une fois encore. On distingue, du côté inférieur du boîtier, le conduit d'échappement 62 qui s'étend depuis la chambre d'extinction d'arc électrique 56 jusqu'à l'orifice d'échappement. Parmi les saillies ou cavités de la figure 2, il n'apparaît que la cavité 72 avec son arrondi 721 et la saillie 70. Un tamis 63 faitde gaze est inséré dans la cavité 72 et est maintenu par la saillie 70. Des qu'une manoeuvre de coupure se produit dans la boîte d'extinction, les gaz d'extinction chauds s'écoulent à travers le conduit d'échappement 62 et, dans ces conditions, ils se refroidissent déjà. Des projections métalliques résultant de la manoeuvre coupure sont entraînées dans ces conditions et se déposent en partie déjà sur les parois du conduit d'échappement 62. Toutefois, en cas de coupure particulièrement difficiles, des projections métalliques parviennent jusqu'au tamis 63 où elles sont finalement retenues. Les gaz de coupure déjà refroidis traversent alors le tamis 63 et, dans ces conditions, leur température est encore abaissée. Les gaz de coupure qui sortent finalement-de l'orifice d'échappement 64 sont alors suf fisamment refroidis pour que l'on évite en toute sécurité un endom- magement des éléments qui entourent l'orifice d'échappement. - REVENDICATIONS 1. Interrupteur électrique d'installation, en particulier interrupteur de protection de ligne du type à montage sur socle, dans le boitier duquel sont prévus une chambre d'extinction d'arc avec des tôles d'extinction ou de refroidissement de l'arc électrique, une pièce de contact mobile et une pièce de contact fixe entre lesquelles est produit, lors d'une manoeuvre de coupure, un arc électrique qui pénètre entre les tôles d'extinction ou de refroidissement de l'arc électrique où il est refroidi et éteint, ainsi qu'un conduit d'échappement pour les gaz d'extinction, une première et une seconde bornes de connexion étant disposées sur le boîtier de l'interrupteur pour l'arrivée et le départ du courant, caractérisé en ce que les tôles 58 d'extinction ou de refroidis sement de l'arc électrique sont disposées dans la région de la première borne de connexion ; en ce que le conduit d'échappement 62 s'étend sur le côté inférieur du boitier et en ce que l'orifice d'échappement 64 est situé dans la région de la seconde borne de connexion. 2. Interrupteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans le conduit d'échappement 62, au moins une cavité en forme de poche 65, 68, 72 qui sert à mettre en tourbillonnement les gaz d'extinction. 3. Interrupteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans le conduit d'échap- pement 62, au moins une saillie 66, 70 qui sert å mettre en tourbillonnement les gaz d'extinction. 4. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit d'échappement 62 présente une chicane de manière à empêcher 1' introduc- tion d'objets électriquement conducteurs dans ce conduit d'échappement. 5. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la chicane est formée par l'une des cavités en forme de poche 72 d'un côté du conduit d'échappement 62 et par une saillie 70 qui pénètre en partie dans la cavité du cOté opposé du conduit d'échappement. 6. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la hauteur de la saillie 70 qui pénètre dans la cavité 72 correspond au moins à la largeur du conduit d'échappement. 7. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une chicane est formée par le fait que plusieurs saillies 74, 76 sont disposées alternativement d'un cOté et de l'autre du conduit d'échappement 62, de maniere à empêcher l'introduction d'objets électriquement conducteurs dans le conduit d'échappement. 8. Interrupteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les saillies 74, 76 sont réalisées sous forme de languettes qui s'étendent approximativement jusqu'au milieu du conduit d'échappement 62 et sont disposées sur, des parois opposées du conduit d'echappement. 9. Interrupteur électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les saillies 74, 76 sont opposées en quinconce et sont disposées sur les parois latérales du conduit d'échappement 62. 10. Interrupteur électrique selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les saillies 74, 76 s'étendent en formant un angle aigu avec la paroi latérale dans le sens opposé à la direction d'écoulement. 11. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce que le conduit d'échappement 62 est délimité par la paroi inférieure de fermeture du boîtier et par une cloison intermédiaire 60 qui sépare la chambre d'extinction-refroidissement 56 des autres parties de l'tinter rupteur. 12. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est inséré, dans le conduit d'échappement 62, au moins unie garniture 63 de métal qui sert à capter les projections métalliques formées lors d'une manoeuvre de coupure et contenues dans le gaz d'extinction d'arc électrique qui sort, ainsi qu'à refroidir le gaz d'extinction. 13. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la ou les garnitures 63 sont réalisées sous forme de tamis, de grille ou similaires. 14. Interrupteur électrique selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que la ou les garnitures 63 sont faites de gaze.