Brevet FR2517465A1 — publié le 19830603

DISJONCTEUR M 1 IHIIATURE A DEUX CHAM 1 BRES DE COUPURE ACCOLEES. L'invention est relative à un disjoncteur miniature à haut pouvoir de coupure ayant un boîtier moulé étroit comprenant: deux chambres de coupure disposées côte-à-côte dans la partie inférieure du boîtier et ayant un empilage de tôles de désionisation s'étendant parallèlement au fond du bol- tier et encadré par des tales d'extrémité dont l'une est accolée au fond, les deux chambres étant séparées par une cloison isolante s'étendant dans le plan médian du boîtier perpendiculaire audit fond, deux paires de contacts, chacune associée à l'une desdites chambres de coupure en étant disposée dans une chambre de formation d'arc devant lesdites tôles sensiblement au niveau de la tale d'extrémité opposée au fond, le contact mobile se débattant entre une position fermé de contact avec un contact fixe et une position ouvert adjacente à ladite tôle d'extrémité opposée, de manière à tirer un arc initial s'étendant parallèlement aux tôles et pivotant par migra tior sur une corne fixe pour s'étaler à l'entrée de la cham- bre perpendiculairement aux tôles, un support de contacts en forme de fourche chevauchant la- dite cloison et portant à l'extrémité de chacune de ses dents un contact mobile, de façon à déplacer simultanément lesdits contacts mobiles en tirant deux arcs s'étendant pa- rallèlement en étant parcourus par des courants de sens op- posés et constituer un pont de contact à deux intervalles de coupure connectés en série, un mécanisme de commande manuelle et/ou automatique dudit support en fourche pour ouvrir et fermer ledit disjoncteur. La demande de brevet français il 80 26166 du 9-12-1980 décrit un disjoncteur du genre mentionné à pouvoir de cou- pure important La présente invention a pour but de perfec- tionner ce disjoncteur et elle est basée sur la constatation que des interactions entre les deux arcs dans les chambres de formation d'arc sont inévitables Ces interactions en- gendrent un équilibre instable, qui se traduit rapidement par une répulsion entre les deux arcs qui freine le dé- placement de l'un des arcs vers la chambre de coupure. Le disjoncteur selon l'invention est caractérisé par le fait que lesdites chambres de formation sont symétriques par rapport audit plan médian, chacune desdites cornes fixes s'étendant rectiligne entre le contact fixe et l'ex- trémité de la tôle accolée au fond dans la chambre de for- mation associée pour limiter la longueur de la corne fixe dans la chambre de formation. La réduction de la longueur des cornes fixes et leur conti- nuité favorisent une montée rapide des arcs dans les cham- bres de coupure ou ils sont maintenus par les effets élec- tromagnétiques prépondérants Le raccourcissement de la corne d'arc implique une limitation de l'allongement de l'arc dans la chambre de formation mais cette limitation est autorisée par la tension d'arc accrue par les deux arcs en série et le volume restreint de la chambre de for- mation Des essais ont confirmé le déplacement rapide et simultané des deux arcs vers les chambres de coupure. Selon un développement de l'invention, le point de réamor- çage entre les deux contacts est reporté vers l'intérieur de la chambre de formation dans une zone éloignée des con- tacts o la boucle de soufflage de l'arc est bien formée et o l'action de soufflage des joues gazogènes confinant la chambre est notable. Selon un autre développement de l'invention, une chambre de décompression est ménagée à l'arrière de la corne fixe entre cette dernière et la paroi du boitier, cette chambre communiquant avantageusement avec le chambre de coupure. En décollant la corne du boîtier on favorise également son refroidissement La communication s'effectue par exemple l'intervalle ménagé entre la joue de soufflage et la paroi latérale du boîtier qui évite également toute dépression à l'arrière de l'arc d'une ma- nière bien connue des spécialistes. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention res- sortiront 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 aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un dis- joncteur selon l'invention, représenté en position fermée, la paroi latérale du boîtier étant supposée enlevée et la position ouverte du contact étant esquissée en trait discon- tinu; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. Sur les figures, qui correspondent pratiquement aux figures 1 et 2 du brevet précité, on reconnaît le boîtier 10 consti- tué par deux demi-coquilles 12, 14 et dont la partie infé- rieure adjacente au fond 16 est subdivisée par une cloison isolante 15, qui enrobe une plaque écran métallique magnétique 20 De part et d'autre de la cloison 18 sont disposées deux chambre. de coupure 22, 24 (I tôles de désionisation 26 et à l'avant de ces chambres 22, 24 deux chambres de formation d'arc 28, , dont seule la chambre 28 est visible sur les dessins. Un contact mobile 32 en forme de fourche chevauche la cloi- son 18 et chacune de ses extrémités coopère avec un contact fixe 34 Le déplacement du contact mobile 32 est commandé par un mécanisme 36 à manette 38 de commande manuelle et à déclencheur automatique magnétique 40 et thermique 42, qui occupe tout le volume du boîtier 10 au-dessus de la cloison 18 On se reportera avantageusement au brevet français pré- cité pour de plus amples détails sur la structure et le fonctionnement de ce disjoncteur. Selon la présente invention, les chambres de coupure 22 24 et les chambres de formation 28, 30 sont symétriques et ces dernières comportent chacune une corne fixe 44 rectiligne qui s'étend en ligne droite entre le contact fixe 34 et l'extrémité 46 de la t 8 le 26 de la chambre de coupure acco- lée au fond 16 La largeur de la corne fixe 44 correspond sensiblement à l'épaisseur de la chambre de formation 28, et à l'arrière de la corne 44 est ménagée, entre la pa- roi interne du boîtier 10 et la corne 44, décollée de cette paroi, une chambre de décompression 48 Le contact mobile 32 se prolonge par une corne mobile 50 de longueur limitée qui s'étend sensiblement parallèlement à la corne fixe 44. La chambre de formation 28, 30 est délimitée latéralement par une joue 52 avantageusement en un matériau gazogène, qui s'étend jusqu'à l'entrée de la chambre de coupure 22, 24 et est décollée de la paroi latérale du boîtier 10 pour créer un intervalle d'échappement de gaz de la chambre de coupure vers la chambre de décompression 48 à travers une découpe 54 de la joue 52 Un échappement analogue peut être prévu à l'arrière des contacts 32, 34 de la manière usuelle L'agencement de la chambre de formation 30 dis- posée à l'arrière du plan de la figure 1 est exactement identique à celui de la chambre 28. En position fermée du disjoncteur représentée en trait con- tinu sur la figure 1, le courant passe par l'un des con- tacts fixes 34 raccordé à la borne d'entrée (non représen- tée), par le contact mobile en fourche 32, l'autre contact fixe 34, le déclencheur magnétique 40 et le déclencheur thermique 42 pour sortir par la borne opposée (non repré- sentée) Lors d'une manoeuvre d'ouverture le contact mobile 32 pivote vers la position d'ouverture représentée en trait discontinu en tirant un arc dans chacune des chambres de formation 28, 30 Les deux arcs sont connectés en série et traversés par des courants de sens opposé Chacun des arcs se déplace sur la corne fixe 44 et la corne mobile 50 sous les effets de boucle et d'attraction de la chambre de coupure 22, 24 dans laquelle il pénètre L'amorce du dé- placement de l'arc est très rapide car les cornes 44, 50 sont pratiquement parallèles et ne provoquent pas un allonge- ment de l'arc La très courte longueur et la continuité de la corne 44 favorisent la poursuite de ce déplacement ra- pide et la pénétration de l'arc dans la chambre de coupure o il est maintenu par les forces électromagnétiques des tôles 26 et éteint L es deux arcs se déplacent symétrique- ment et pénètrent en même temps chacun dans la chambre de coupure correspondante Le volume 4 libéré par la diminu- tion du volume de la chambre de formation 28,30 est utilisé comme volume de décompression pour éviter tout freinage de l'arc par une surpression ou un bouchon gazeux Le refroi- dissement de la corne 44 soumise à l'action de l'arc est également amélioré Un éventuel réamorçage s'effectue à l'intérieur de la chambre de formation 28,30 o le déplace- ment de l'arc vers la chambre de coupure est facilité Le volume restreint des chambres de formation 28, 30 et l'existence de deux arcs en série confèrent une tension d'arc suffisante dans les chambres de formation malgré le faible allongement résultant de la disposition oblique de la corne fixe 44 Le déplacement rapide des arcs dans les chambres de formation 28, 30 minimise l'interaction entre ces arcs susceptible de freiner l'entrée de l'un des arcs dans la chambre de coupure La corne fixe 44 s'étend sui- vant le chemin le plus court entre le contact fixe et l'en- trée de la chambre de coupure, mais il est clair qu'on ne sortirait pas du cadre de la présente invention en adoptant une forme légèrement différente Le disjoncteur peut com- porter d'autres moyens, bien connus des spécialistes, favo- risant le déplacement de l'arc vers la chambre de coupure. Revendications 1 Disjoncteur miniature à haut pouvoir de coupure ayant un boîtier moulé ( 10) étroit comprenant: deux chambres de coupure ( 22, 24) disposées côte-à-côte dans la partie inférieure du boîtier et ayant un empilage de tôles de désionisation ( 26) s'étendant parallèlement au fond ( 16) du boîtier, et encadré par des tales d'extrémité dont l'une est accolée au fond ( 16), les deux chambres étant séparées par une cloison isolante ( 18) s'étendant dans le plan médian du boîtier perpendiculaire audit fond ( 16). deux paires de contacts ( 32, 34), chacune associée à l'une desdites chambres de coupure en étant disposée dans une chambre de formation d'arc ( 28,30) devant lesdites t 6 les ( 18) sensiblement au niveau de la tale d'extrémité opposée au fond ( 16), le contact mobile ( 32) se débattant entre une position fermé de contact avec un contact fixe ( 34) et une position ouvert adjacente à ladite tale d'extrémité opposée, de manière à tirer un arc initial s'étendant parallèlement aux tales ( 26) et pivotant par migration sur une corne fixe ( 44) pour s'étaler à l'entrée de la chambre perpendicu- lairement aux tôles, un support de contacts ( 32) en forme de fourche chevau- chant ladite cloison ( 18) et portant à l'extrémité de cha- cune de ses dents un contact mobile, de façon à déplacer simultanément lesdits contacts mobiles, en tirant deux arcs s'étendant parallèlement en étant parcourus par des cou- rants de sens opposés et constituer un pont de contact à deux intervalles de coupure connectés en série, un mécanisme ( 36) de commande manuelle et/ou automatique dudit support en fourche pour ouvrir et fermer ledit dis- joncteur, caractérisé par le fait que lesdites chambres de formation ( 28, 30) sont symétriques par rapport audit planédian, ha cune desdites cornes fixes ( 44) s'étendant rectiligne entre le contact fixe ( 34) et l'extrémité ( 46) de la tôle accolée au fond ( 16) dans la chambre de formation associée pour limiter la longueur de la corne fixe ( 44) dans la chambre de formation. 2 Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le contact mobile ( 32) se prolonge par une corne ( 50) s'étendant en position fermé parallèlement à la corne fixe ( 44) pour faciliter le transfert de l'arc dans la cham- bre de coupure ( 22, 24) et constituer une zone de réamorçage de l'arc à l'intérieur de la chambre de formation ( 28), ladite zone étant éloignée des contacts. 3 Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un écran métallique magnétique ( 20) intercalé entre les deux cham- bres de coupure ( 22, 24) et se prolongeant entre les deux chambres de formation d'arc ( 28, 30) pour limiter l'inter- action entre les deux arcs, 4 Disjoncteur selon la revendication 1, 2 ou 3, caracté- risé en ce que ladite corne fixe délimite un compartiment de décompression ( 48) à l'arrière de la corne fixe ( 44). Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un conduit ( 54) d'écoulement de gaz fait communiquer la chambre de coupure ( 22) et le compartiment de décompression ( 48). 6 Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit conduit d'écoulement ( 54) est ménagé entre la paroi du boitier ( 10) et une joue ( 52) latérale de délimi- tation de la chambre de formation ( 28). 7 Disjoncteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite joue latérale ( 52) est en un matériau gazogène.