Brevet FR2503471A1 — publié le 19821008

Pour l'extinction d'un arc électrique, se produisant par une surtension, on connaît des éclateurs composés de deux cornes d'arc qui sont placées face à face en formant un angle déterminé. Entre les deux cornes d'arc se trouve un séparateur métallique destiné d'une part, à éviter des amorçages non voulus entre les deux cornes d'arc et d'autre part, à diviser l'arc. L'efficacité d'un tel éclateur est très limité. On connaît de plus un dispositif d'extinction d'arc, en particulier pour des disjoncteurs électriques, dans lequel les électrodes ou les autres parties du dispositif au niveau desquelles l'arc prend naissance sont constituées par des matières produisant un effet d'extinction sur l'arc. Ces matières présentent une certaine conductibilité électrique et sont susceptibles en raison de la chaleur déve- loppée au niveau des bases de l'arc de dégager des gaz d'ex- tinction, en particulier des gaz électronégatifs et, de créer des substances d'extinction d'arc. - L'excellent pouvoir d'extinction de ces matières résulte du fait que le processus d'extinction se produit surtout au niveau des bases de l'arc. Ces matériaux sont constitués par des substances d'extinction d'arc métalliques et non métalliques et on peut utiliser à cet effet des mé- langes chimiques différents. Au niveau de la base de l'arc des gaz d'extinction sont dégagés, gaz qui présentent la propriété d'agir direc- tement sur le noyau de l'arc (phase plasma) et indirectement sur les gaz chauds (phases gazeuse) entourant le noyau. Grâce à l'utilisation et à la combinaison de certaines substances, telles que par exemple des composés d'insertion ou composés en cage (Clathtrate) chargés en gaz d'extinction d'arc (SF6, C02 ou analogues)ou des combinaisons chimiques qui délivrent des gaz d'extinction d'arc, (SF6, C02 ou analogues) on ob- tient, d'une part l'interruption du flux d'électrons au niveau des bases de l'arc, et d'autre part, une désionisa- tion de l'arc grâce à des ondes de pression. Afin de diminuer le passage du courant et provoquer l'extinction de l'arc la matière d'extinction est constituée par une substance minérale à point de fusion élevé par exemple -4 du SI02 ou une substance analogue. Les matières d'extinction d'arc se composent non seulement de mélanges de substances permettant de libérer des gaz d'extinction mais également de susbtances minérales à point de fusion élevé. En vue d'améliorer l'efficacité de l'éclateur, selon l'invention, l'une des cornes ou les deux cornes d'arc et le séparateur de ltéclateur sont enrobés mécaniquement de matière d'extinction d'arc électriquement conductrice o les cornes et le séparateur eux-mêmes sont réalisés en une matière d'extinction d'arc. Grâce à cette réalisation des gaz d'extinction d'arc (SF6..) respectivement, une substance d'extinction sont cr(és par la pression produite par la cha- leur au niveau des bases de l'arc. Il est avantageux que la conductibilité de la matière d'extincion d'arc varie sur la longueur totale des cornes et du séparateur. De ce fait la conductibilité au point d'amorçage est plus petite qu'aux extrémités opposées des cornes d'arc. Dans ce but les cornes d'arc et le séparateur sont enrobés sur leur longueur totale d'au moins deux matières d'extinction différentes. Dans cer- taines circonstances, il est avantageux de revêtir chacune des cornes en regard d'une matière d'extinction dont la con- ductibilité est différente de la matière d'extinction de l'autre corne. Diverses autres caractéristiaues de l'invention res- sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs au des- sin annexé. " La fig. 1 montre en élévation latérale et, partielle- ment en coupe, l'éclateur suivant l'invention. La fig. 2 montre une autre forme de réalisation suivant l'invention. L'éclateur suivant l'invention se compose de deux isolateurs 1 et 2 qui sont reliés l'un à l'autre par une pièce 3 et sur lesquels sont scellés des calottes 4 et 5 qui servent au raccordement des conducteurs électricues. Sur les calottes 4, 5 sont fixés des supports 6 et 7 pour les cornes à arc 8 et 9. Un séparateur métallique 10 est monté sur la pièce 3. Selon l'invention, les cornes d'arc 8, 9 et le sépa- rateur 10 sont soit enrobés mécaniquement tout en permettant une certaine conductibilité électrique, par une matière d'extinction d'arc 11, 12, 13, soit ils sont réalisés eux- mêmes en une matière d'extinction d'arc. Le processus C'extinction d'arc se déroule de la façon suivante: Lors d'un claruage l'arc brûle au niveau du plus faible intervalle entre la corne 8, le séparateur 10 et la corne 9. Aux bases da l'arc des gaz d'extinction ou une sub- stance d'extinction sont séparés de la matière d'extinction de manière que dans certaines circonstances le courant soit déjà coupé et l'arc soit éteint. Lorsaue l'extinction n'a pas lieu, l'arc se prolonge vers le haut en longeant la ma- tière d'extinction 11, 12, 13 recouvrant les cornes 8, 9 et le séparateur 10, et par suite de l'augmentation de la vitesse résultant de la pression créée au niveau des bases de l'arc, des gaz d'extinction se dégagent sur toute la lon- gueur des cornes et du séparateur. Afin d'améliorer le processus d'extinction de l'arc et le trajet de ce dernier le long des cornes et du sépara- teur ces pièces sont enrobées dans des matières d'extinction d'arc présentant des compositions différentes. La fia. 2 montre cette forme de réalisation. La longueur totale des cornes d'arc 20 et 21 et du séparateur 22 est divisée en trois secteurs A,B,C par le revêtement constitué par des matières d'extinction d'arc différentes. Dans le secteur A, au niveau ducuel se trouve le point d'amorçage de l'arc est disposé un mélange 23 de fai- ble conductibilité électrique et contenant par exemple, 15% de substances métalliques et 85% de substances non métalli- ques. Dans le secteur B est disnosé un mélange 24 d'une conductibilité électrique moyenne et contenant par exemple % de substances métalliques et 75% de substances non métalliques. Dans le secteur C est disposé un mélange 25 de con- ductibilité électrique très élevée et contenant par exemple % de substances métalliques et 55% de substances non mé- talliques. Par le revêtement des cornes d'arc 20,21 et du sépa- rateur 22 au moyen de mélanges différents 23, 24 et 25, on obtient que le mélange 23 crée dans le secteur A un très fort dégagement de gaz d'extinction d'arc de façon que dans certaines circonstances l'extinction d'arc se produit déjà sous la pression. Si l'arc n'est pas éteint, il se prolonge avec une très grande vitesse le le long des mélanges 24 et présentant une conductibilité électrique plus grande ce qui a pour effet de provoquer son extinction rapide. Il peut être avantageux de remplacer la matière dé même conductibilité électrique recouvrant les cornes d'arc , 21 se faisant face par des matières présentant des con- ductibilités électriques différentes. On peut, par exemple, revêtir l'une des cornes d'un mélange à conductibilité élec- trique élevée et la corne coopérante d'un mélange à faible conductibilité. Cette mesure permet fréquemment une extinc- tion de l'arc déjà au niveau du secteur A. Il est également possible sans sortir du cadre de l'invention, de remplacer l'une des cornes d'arc par une électrode en forme de tiffe constituée par une matière d'ex- tinction qui fait face à l'autre corne d'arc de façon que la base de l'arc soit poussée vers l'extrémité supérieure de cette électrode. Le dispositif suivant l'invention peut également être utilisé pour des commutateurs électriques, des sectionneurs, des parafoudres et apnareils analogues. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'extinction d'arcs électriques en particulier éclateur composé de deux cornes d'arcs placées face à face en formant un angle déterminé, un séparateur métallique se trouvant entre les deux cornes d'arcs, carac- térisé en ce qu'au moins l'une des deux cornes d'arcs et le séparateur sont enrobées mécaniquement dans des matières d'extinction d'arcs présentant une certaine conductibilité électrique ou sont constituées eux-mêmes par des matières d'extinction d'arcs. 2 - Dispositif suivant la revendications 1, caracté- risé en ce que les bases de l'arc sont soufflées sous l'ac- tion de la pression de gaz d'extinction d'arcs ou par une substance d'extinction d'arc qui est libérée. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la conductibilité électrique et l'efficacité des matières d'extinction d'arc sont diffé- rentes le long des cornes d'arc et du séparateur. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la conductibilité électrique des matières d'extinction d'arc des cornes d'arc est plus petite au point d'amorçage qu'aux extrémités. - Disnositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les cornes d'arc et le séparateur sont enrobés par deux ou plus de deux matières d'extinction différentes le long de leur longueur. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les matières d'extinction d'arc, recouvrant les parties en regard des deux cornes présentent une conductibilité et une efficacité différentes.