Brevet FR2526217A1 — publié le 19831104

L'invention concerne un appareil de commutation protégé contre les explosions ou contre le grisou, et comportant au moins un emplacement de contact ayant une pièce de contact fixe et une pièce de contact mobile. Dans le passé, on a fabriqué des commutateurs protégés contre les explosions avec trois pôles de telle manière qu'un commutateur non protégé contre les explo- sions soit introduit avec ses trois pôles,ainsi dans sa totalité,dans un espace de grand volume résistant à la pression, pour éviter par l'importance du volume que des décharges entre les pôles individuels ou des retours d'arc ne surviennent a cause des gaz d'extinction ionisés. On est parti précédemment du fait que de tels volumes importants à l'intérieur d'un espace résistant à la pres- sion étaient nécessaires pour une désionisation suffisante ou un mélange des gaz d'extinction avec du gaz non ionisé. Les conséquences en étaienten particulier pour des commu- tateurs ayant une puissance de commutation élevée,des bottiers métalliques de grand volume avec des traversées correspondantes pour l'actionnement des différents pôles du commutateur, et c'est pourquoi de tels appareils de commutation à grande puissance étaient très co Oteux et très compliqués Des chambres pôlaires résistant indépen- damment à la pression n'ont été développées dans le passé que pour des commutateurs de faible puissance. Le problème qui est à la base de la présente invention est donc de produire un appareil de commutation électrique du type mentionné cidessus dans lequel,malgré une puissance de commutation élevée, la dépense de fabri- cation soit maintenue faible et avec lequel on puisse obte- nir un volume,résistant à la pression,nettement réduit. Ce problème est résolu selon la présente inven- tion en ce qu'au moins à un emplacement de contact est associé un moyen d'extinction d'arc électrique, et en ce que ledit emplacement de contact avec le moyen d'ex- tinction de l'arc électrique est disposé dans un espace commun résistant à la pression. Une variante de réalisation de la présente invention prévoit que l'appareil de commutation comporte deux pièces de contact fixes qu'on peut relier au moyen d'un pont de contact pour maintenir deux pièces de con- tact mobiles de manière à former un pôle de commutateur, en particulier pour un contacteur en une réalisation protégée contre les explosions, les deux emplacements de contact auxquels est associé respectivement un moyen d'extinction d'arc étant disposés dans l'espace résistant à la pression. Selon une autre variante de la présente inven- tion, on fixe sur le pont de contact une broche de guidage qui est sortie de l'espace résistant à la pression en formant un intervalle, la tige de guidage pouvant être actionnée au moyen d'un disque à came de commande. Selon encore une autre variante de la présente invention, on prévoit comme moyen d'extinction d'arc, un paquet de tôles. Selon encore une autre forme de réalisation, & chaque emplacement de contact est associé au moins un élément en une matière dégageant du gaz. Suivant une forme de réalisation particulière- ment avantageuse, des deux côtés du plan de liaison dans lequel les surfaces de contact des deux pièces de contact se trouvent, on fixe dans l'espace résistant à la pression des tiges constituées par une matière dégageant du gaz et s'étendant parallèlement au plan de liaison et perpendi- culairement au sens de mouvement du pont de contact. Une autre forme de réalisation prévoit que les tiges sont formées d'une matière fibreuse et qu'elles se trouvent dans des déformations du type poche. Grâce à la solution selon la présente invention, il est possible de fabriquer un commutateur à trois pôles dans lequel les pôles individuels sont disposés respective- ment dans un espace résistant à la pression De tels appa- reils de commutation,en particulier des contacteurs et analogue F N 4 cessitent,en comparaisor des commutateurs connus, un espace résistant à la pression très faible, à savoir seulement l'espace pour la réception directe des emplacements de contact et du pont de contact en compagnie des moyens d'extinction d'arc, qui sont conformés soit comme des broches en matière dégageant du gaz, soit comme des paquets de tôles d'extinction d'arc. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre de formes de réalisation, qui est donnée en référence aux dessins sur lesquels: la figure I est une vue d'un appareil de commu- tation conformé selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne de coupe A-B; la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne de coupe C-D de la figure 1; et la figure 4 est une vue d'un autre exemple de réalisation de l'invention semblable à la vue selon la figure 1. Un appareil de commutation électrique est constitué au total par trois pôles de commutation confor- més selon la présente invention et associés l'un à l'au- tre,parmi lesquels un des pôles de commutation est repré- senté à la figure l en étant désigné par le numéro de référence 10 Le pôle de commutation comporte un bottier 12 qui comme le montre la figure 3 comporte un espace 14 ouvert d'un côté et dans lequel les emplacements de contact 16 et 18 se trouvent Les deux emplacements de contact possèdent un contact fixe 20 et 22 avec lesquels des contacts mobiles 26 ou 28 disposés sur un pont de contact 24 coopèrent pour former les emplacements de contact 16 ou 18 Sur le pont de contact on fixe du côté o se trouvent les pièces de contact mobiles 26 et 28 une tige de guidage 30 qui est guidée dans l'orifice 32 d'une douille de guidage 34 laquelle est maintenue au moyen d'un prolongement annulaire 36 en accord d e forme dans le bottier 12 La tige de guidage traverse le bottier 12 et pénètre sur le côté opposé dans un décrochement semi-circulaire 38 qui peut recevoir d'une manière non représentée en détail une roue à came qui peut être tournée au moyen d'un arbre de commande traver- sant un orifice 40, ce qui fait que la tige de guidage 30 et donc le pont de contact 24 peuvent être déplacés dans la direction de la flèche F Il est à noter encore que le bottier 12 ou le pôle de commutateur 10 peut être combiné avec un pôle de commutateur 10 de forme identique en les associant mutuellement en miroir pour former un commuta- teur bipolaire Pour former un commutateur tripolaire, on disposerait sur la face supérieure, donc sur celle qui est visible à la figure 1, dans la même orientation un troisième pôle de commutation complété sur le côté se trouvant symétriquement par rapport à l'axe médian M-M par un'Âommutateur vide"ou bien par un"boitier vide" Lorsque deux pôles de commutateur sont disposés l'un en face de l'autre, les deux orifices 40 des deux pôles de commutateur opposés forment un orifice circulaire et les deux espaces 38 constituent également un espace cylindri- que ou du type annulaire et dans ces espaces ou orifices, on fait passer l'arbre de commutateur et le disque à came. A 1 ' intérieur de l'espace 14,sur la paroi opposée au pont de contact, on prévoit un renfoncement 42 dans lequel est introduit un ressort hélicoïdal de com- pression 44 qui de son autre extrémité s'appuie par une tige 46 sur le pont de contact 24 Ce ressort 44 sert à appliquer la force de contact entre les deux pièces de contact 26/20 ou 28/22. D'une manière non représentée en détail, les deux pièces de contact fixes sont reliées à des rails (non représentés) s'étendant à l'intérieur du bottier 12 et qui sorties du bottier se terminent dans des pièces de raccordement 48 et 50 sur lesquelles peuvent être réunis les conducteurs d'arrivée ou de départ par rapport au pôle du commutateur. De deux côtés des emplacements de contact 16 ou 18, c'est-à-dire dans la direction de déplacement de l'arc, direction de la flèche Fl ou F 2, des paquets de tôles d'extinction d'arc 52 et 54 sont disposés Ces paquets sont conformés de la façon habituelle et possè- dent comme le montre la figure 3 des tôles d'extinction 56 qui sont maintenues à distance l'une de l'autre au moyen de plaques de maintien 58 et 60 Ces plaques de maintien sont constituées d'une manière connue en soi par une matière plastiqueen particulier un papier élec- trique La plaque supérieure de maintien (vue de la figure 1) possède des deux côtés des déformations 62 et 64 (naturellement les plaques supérieures de maintien des deux paquets de tôles d'extinction) qui sont reçues dans des retraits correspondants 66 et 68 du boltier De cette manière les paquets de tôles d'extinction 52 et 54 sont maintenus dans le boîtier. On voit sur les figures 2 et 3 comment l'espace 14 est blindé pour résister à la pression On reconnaît aux figures 2 et 3 que l'espace 14 s'élargit (élargissement ) vers le haut et donc du côté de son ouverture De cette manière, on forme une gradation 72 qui s'étend autour de l'orifice ou de l'espace 14 tout autour de la périphérie. On introduit dans la gradation 72 une plaque de recouvre- ment 74 qui ferme vers le haut l'espace 14. Sur la plaque de recouvrement 74 on applique une plaque métallique 76 dont le contour est plus grand que celui de l'élargissement 70 si bien que la plaque 76 se déforme élastiquement dans la zone marginale, ainsi en 78. De ce fait, la plaque de recouvrement 74 est poussée à force contre la gradation 72 Ensuite, l'espace encore restant de l'élargissement 70 est rempli de résine de coulée 80 si bien que la surface O-O se ferme de niveau avec les autres zones du boîtier Au moyen de la plaque 74, de la plaque 76 et de la résine coulée 80, on ferme l'es- pace 14 de manière à résister à la pression On obtient ainsi un pôle encapsulé pour résister à la pression, avec deux emplacements de contact auxquels un moyen d'extinc- tion d'arc formé par un paquet de tôles est associé, le pôle pouvant être commuté au moyen d'une commande par l'intermédiaire de la tige de guidage 30 et pouvant être combiné avec d'autres pôles identiques pour former un commutateur bipolaire ou multipolaire,de puissance de commutation élevée. La figure 4 montre un autre exemple de réalisa- tion de l'invention On reconnaît de manière identique, les deux emplacements de contact qui se trouvent dans un espace 74 qui en principe est semblable à l'espace 14, des différences dans la conformation de l'espace existant alors simplement au voisinage du moyen d'extinction d'arc. Au lieu de prévoir deux paquets de tôles d'extinction, on introduit fixement dans l'espace 74 des tiges 77, 79 ou 81, 82 constituées en une matière fibreuse des deux côtés du plan E-E dans lequel se trouvent les faces d'engagement des emplacements de contact 16 et 18 Les tiges 77 à 82 sont constituées en une matière fibreuse, une matière dégageant du gaz lors de l'action d'un arc De cette manière, sous une forme analogue à celle du dispositif selon la figure 1, on éteint sans difficulté un arc élec- trique survenant entre les deux pièces de contact des emplacements 16 et 18. Le dispositif selon la figure 1 peut alors être utilisé pour des puissances de commutation relativement élevées, celui de la figure 4 pour des puissances de com- mutation plus faibles, et les deux formes de réalisation pour des puissances de commutation qui se trouvent au- dessus de celles qui sont acceptées dans des bottiers résistant à la pression conformés de manière connue sans moyen d'extinction d'arc La chambre d'extinction propre- ment dite est alors pour des raisons techniques de courant munie de deux convexités 84 ou 86, 88 et 90 qui d'une part donnent au plasma d'arc une allure déterminée de courant et d'autre part provoquent un guidage ou un pilotage optimal des gaz d'arc autour des tiges fibreuses 77 à A 2. REVENDICATIONS 1 Appareil de commutation protégé contre les explosions ou contre le grisou, et comportant au moins un emplacement de contact ayant une pièce de contact fixe et une pièce de contact mobile, caractérisé en ce qu'aumoins un emplacement de contact ( 16, 18) est associé à un moyen d'extinction d'arc électrique ( 52, 54; 77, 79, 81, 82) et en ce que ledit emplacement de contact avec le moyen d'extinction de l'arc électrique est disposé dans un espace commun ( 14) résistant à la pression. 2 Appareil de commutation comportant deux pièces de contactfixes pouvant être reliées au moyen d'un pont de contact pour supporter deux pièces de contact mobiles de manière à former un pôle de commutateur,en particulier, pour un contacteur dans une réalisation pro- tégée contre les explosions, caractérisé en ce que les deux emplacements de contact ( 16, 18), auxquels un moyen respectif d'extinction d'arc électrique ( 52, 54; 77, 79, 81, 82) est associé,sont disposés dans l'espace résistant à la pression. 3 Appareil de commutation selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que sur le pont de contact ( 24) est fixée une tige de guidage ( 30) qui est sortie de l'espace résistant à la pression ( 14, 74) avec formation d'un intervalle ( 32), la tige de guidage pouvant être actionnée au moyen d'un disque à came de commande. 4 Appareil de commutation selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on prévoit respectivement comme moyen d'extinction d'arc électrique un empilage de tôles d'extinction d'arc ( 52,54). Appareil de commutation selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on associe à chaque emplacement de contact ( 16, 18) au moins un élément ( 77 à 82) en une matière dégageant du gaz. 6 Appareil de commutation selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que des deux côtés du plan de liaison(E-E) dans lequel les surfaces de contact des deux pièces de contact ( 22, 24; 20, 26) se trouvent, sont fixées dans l'espace ( 74) résistant à la pression des tiges ( 77 à 82) constituées d'une matière dégageant du gaz et s'étendant parallèlement au plan de liaison (E-E) et perpendiculairement à la direction de mouvement du pont de contact ( 24). 7 Appareil de commutation selon la revendica- tion 6, caractérisé en ce que les tiges sont formées en une matière fibreuse. 8 Appareil de commutation selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que les tiges se trouvent dans des déformations en forme de poches ( 84, 86, 88, 90).