Brevet FR2540285A1 — publié le 19840803

L'invention concerne des plaques de fractionneur d'arc pour utilisations dans des chambres d'extinction d'arc et plus particulièrement dans des chambres d'extinction d'arc à ca- thode froide. Selon l'invention il s'agit d'une plaque de fractionneur d'arc caractérisée par le fait qu'elle comporte deux bras pa- rallèles et espacés l'un de l'autre se regoignant dans un corps unique lequel comporte en son extrémité opposée aux bras parallèles et espacés un dispositif d'isolation constitué par un ruban continu flexible adhérant à certaines surfaces du corps. Des formes de réalisation de l'invention seront décrites à titre d'exemple en se référant aux dessins d'accompagnement en partie schématiques, o la figure 1 est une vue en plan d'une plaque de frac- tionneur d'arc; la figure 2 est une élévation en coupe selon la ligne IIII de la figure 1, et la figure 3 est une élévation en coupe partielle d'une chambre d'extinction d'arc à cathode froide comportant un cer- tain nombre de plaques de fractionneur d'arc et un interrup- teur. En référence aux figures 1 et 2, une plaque de fraction- neur d'arc en acier comporte une paire de bras parallèles et espacés 2, 4 de section rectangulaire se rejoignant à une ex- trémité en un corps 6 de section rectangulaire en formant une encoche 8, à l'une des extrémités du corps 6 Le long des bras 2, 4 et de régions marginales opposées du corps se trouvent une série de trous de positionnement 10 A l'autre extrémité du corps 6, éloignée de l'encoche 8, se trouve une zone d'iso- lation 12 qui recouvre sur une partie de la largeur une pre- mière face 14 du corps 6, puis, en passant par dessus le bord de ce corps qui se trouve à l'opposé des extrémités libres des bras 2, 4, une seconde face 16 du corps 6, opposée à la première face 14 du corps 6. Cette zone d'isolation est formée par un moyen isolant 13 qui comporte un ruban 13 incorporant des couches combinées de substances isolantes et adhésives, par exemple, une couche de matière isolante polyimide et une couche adhésive de sili- cone. Le ruban 13 est appliqué à l'une et l'autre face 14, 16 du corps 6 avant mo\ tage de la plaque de fractionneur d'arc dans une chamb'e d'extinction d'arc L'application du ruban 13 s'effect:u ? àpartir d'un distributeur comportant une bobine du ruban 1 de largeur appropriée, cette largeur du ruban 13 étant dans la gamme de 50 à 100 mi L'épaisseur du ruban 13 comportant des couches combinées de matière isolante polyimide et adhésives à base de silicone est dans la gamme de 0,05 à 0,5 mm Le ruban 13 est appliqué à la première face 14 du corps 6, préalablement dépoussiérée et dégraissée, tirée par dessus le bord 15 pour être appliqué à la deuxième face 16, également dépoussiérée et dégraissée au préalable et ceci afin de former la zone isolée 12 ayant à titre d'exemple une longueur de 100 mm sur les faces 14, 16 et laissant une zone exposée d'acier ayant par exemple une longueur de 150 mm entre la zone isolée 12 et l'encoche 8 sur chacune des faces 14, 16 du corps 6 Ces dimensions varient en fonction de l'intensité du courant a couper et la gamme de tension de la chambre d' extinction. En référence à la figure 3, un certain nombre de ces pla- ques de fractionneur d'arc sont montées dans une chambre 18 d' extinction à cathode froide La chambre d'extinction à cathode froide 18 comporte deux supports 20 espacés, chacun de ces supports 20 supportant un des deux bras 2, 4 de chacune des plaques de fractionneur d'arc à l'aide de moyens de fixation (non représentés) enfilés à travers les trous d'alignement 10 des plaques de fractionneur d'arc 1 de manière telle que les en- coches 8 des plaques de fractionneur d'arc 1 forment un tunnel entre les supports 20 Les plaques de fractionneur d'arc sont agencées avec des entretoises (non représentées) isolantes de sorte qu'il est formé une rangée de compartiments étroits d' extinction d'arc 22, chacun ayant un sommet ouvert Deux gui- des 24 sont disposés le long du tunnel et des plaques entre- toisesd'aération 26 sont disposées au-dessus des sommets des compartiments d'extinction d'arc 22 La chambre d'extinction une fois assemblée est ensuite montée sur un sectionneur 28 de manière telle que les deux guides 24 viennent au contact d'un dispositif d'amorçage d'arc 30 sur l'interrupteur 28. En fonctionnement un arc amorcé par l'interrupteur 28 se propage le long de la paire de guides 24 et se trouve entraî- né dans les compartiments d'extinction d'arc 22 en raison de la forme des plaques de fractionneur d'arc 1 et du champ ma- gnétique engendré par l'arc lui-même A l'endroit de l'encoche 8 le champ magnétique est atténué et l'arc est fractionné en un chapelet d'arcs séparés dont chacun est accroché aux zones exposées de faces affrontées 14, 16 des corps 6 des plaques de fractionneur d'arc constituant les parois des compartiments d'extinction d'arc 22 Le fractionnement de l'arc en un chape- let d'arcs produit des chutes de tensions multiples à la ra- cine de chacun des arcs Le chapelet d'arcs issus des zones exposées de chacun des corps 6 de chacune des plaques de frac- tionneur d'arc se déplace le long de ces zones exposées en mon- tant vers un bord 17 du ruban 13 éloigné du bord 15 du corps 6 Le chapelet d'arcs peut être maintenu dans ces zones expo- sées jusqu'à ce que l'extinction d'arc soit requise L'extinc- tion d'arc est obtenue par le maintien d'une tension d'arc suffisante de sorte que la résistance d'arc augmente et fasse chuter le courant à zéro Le chapelet d'arcs est empêché de s'échapper de la chambre d'extinction 18 par la présence du ruban 13 et le gaz ionisé produit au cours de la propagation et traversant le chapelet d'arcs passé dans l'intervalle entre les deux plaques de fractionneur d'arc qui forment chaque com- partiment d'extinction 22, pour désioniser le gaz de sorte que le réamorçage du chapelet d'arcs au-dessus des sommets ouverts des compartiments 22 est empêché Le gaz désionisé est ensuite évacué par les sommets ouverts de chacun des com- partiments d'extinction 22 et dirigé à travers les plaques entretoises d'aération 26 hors dela chambre d'extinction 18. La présence du ruban 13 empêche le chapelet de pieds d' arcs de se déplacer jusqu'au bord 15 du corps 6 o les arcs séparés pourraient se rejoindre pour former un arc unique s' étendant par dessus les sommets des compartiments d'extinction 22 Ainsi, le ruban 13 doit pouvoir supporter les effets des arcs, notamment des températures élevées de l'ordre de 2 000 à 5 000 'C et l'impact d'une forte impulsion d'énergie Plus le ruban 13 est épais, mieux il résiste aux effets de l'arc, prolongeant ainsi la durée de vie de la plaque de fractionneur d'arc 1. Cependant, si le ruban est trop épais, de l'ordre de 0,75 à 1,0 mm par exemple, l'espace entre deux plaques de fractionneur d'arc constituant un compartiment d'extinction 22 devient trop réduit dans la zone d'isolation 12 couverte par le ruban 13 réduisant ainsi l'espace disponible entre deux plaques de fractionneur d'arc 1 pour désioniser les gaz ionisés et pour l'évacuation des gaz, créant ainsi une accumula- tion de gaz désionisé au sommet du compartiment d'extinction d'arc 22 ce qui pourrait faire descendre le chapelet d'arcs dans la chambre d'extinction 18 vers l'interrupteur 28 A contrario, si le ruban était trop mince, par exemple, dans la gamme 0,01 à 0,05 mm l'espace entre deux plaques de fraction- neur d'arc constituant le compartiment d'extinction 22 est augmenté dans la zone d'isolation 12 recouvert du ruban 13 ce qui augmente l'espace entre les plaques de fractionneur d'arc 1 disponible pour désioniser les gaz et si ceci se combine avec une diminution de la zone du corps 6 couverte par le ru- ban 13 à par exemple une longueur de 30 mm alors une quantité importante de gaz ionisé peut s'échapper par le sommet ouvert du compartiment d'extinction 22 rendant ainsi possible le ré- amorçage de l'arc par dessus les sommets ouverts des compar- timents extinction 22 En conséquence, un compromis est établi par voie empirique entre l'épaisseur du ruban 13 et l'espace- ment des plaques de fractionneur 1 dans la zone d'isolation 12 recouverte du ruban 13, ainsi que la surface du corps 6 couverte par le ruban 13 En particulier, on a trouvé satis- faisant des épaisseurs de ruban de 0,05 à 0,5 mm, un espace- ment entre plaques de fractionneur 1 de l'ordre de 3 mm dans la zone d'isolation 12 avec une longueur de corps 6 recouverte du ruban 13 dans la gamme de 50 à 100 mm sur chacune des faces 14, 16 du corps 6 et ceci pour produire la désionisation des gaz et pour empêcher que le chapelet d'arcs ne se propage jus- qu'au bord supérieur 15 du corps 6. Quoique dans la description précédente une seule pièce de ruban 13 ait été appliquée sur chacune des plaques de frac- tionneur 1, rien ne s'oppose à l'application de plusieurs piè- ces de ruban sur chacune des plaques de fractionnement 1, pour- vu que les jonctions entre les pièces de ruban 13 soient à recouvrement. En outre, bien que dans ce qui précède le ruban 13 ait toujours été appliqué sous forme d'un ruban combiné de couches isolantes et de couches adhésives, le ruban 13 peut être ap- pliqué par couches séparées, une couche de substance isolante étant appliquée par dessus une couche de substance adhésive. De même, d'autres compositions appropriées en tant que couches isolantes du ruban 13, peuvent être trouvées parmi les différentes classes des polytétrafluoréthylène (PTFE) renforcé de (fibres de) verre. En outre, le bord supérieur 15 du corps 6 peut être ar- rondi afin d'assurer une meilleure application du ruban 13. REVENDICATIONS 1 Une plaque de fractionneur d'arc caractérisée par le fait qu'elle présente une paire de bras parallèles et espacés ( 2, 4) se rejoignant en un corps unique ( 6), lequel corps ( 6) comporte en une région terminale opposée à la paire de bras parallèles espacés ( 2, 4) un moyen d'isolation ( 13) constitué en forme de bande continue de matériau flexible adhérant à la surface du corps ( 6). 2 Une plaque de fractionneur d'arc selon la revendica- tion 1, caractérisée par le fait que le moyen d'isolation ( 13) est appliqué sur une première face ( 14) du corps, tiré par dessus un bord ( 15) du corps ( 6) et appliqué sur une seconde face ( 16) du corps ( 6) opposée à ladite première face ( 14) du corps ( 6). 3 Une plaque de fractionneur d'arc selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisée par l'application de plus d'une bande de matériau isolant ( 13) au corps ( 6), ces bandes étant réunies entre elles par des jonctions à recouvrement. 4 Une plaque de fractionneur d'arc selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord ( 15) du corps ( 6) est arrondi afin d'améliorer l'adhérence du dispositif d'isolation ( 13). Une plaque de fractionneur d'arc selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le moyen d'isolation ( 13) est un ruban composite de couches isolantes et adhésives. 6 Une plaque de fractionneur d'arc selon la revendica- tion 5, caractérisée en ce que la substance isolante est une polyimide et la substance adhésive une silicone. 7 Plaque de fractionneur d'arc selon la revendication , caractérisée en ce que la substance isolante est une poly- -tétrafluoréthylène armée de verre. 8 Chambre d'extinction d'arc à cathode froide, caracté- risée par le fait que la chambre d'extinction d'arc comporte des plaques de fractionneur d'arc conformes aux revendica- tions 1 à 7.