Brevet FR2709862A1 — publié le 19950317

DISJONCTEUR A CONTACTS EN BOUT ET GRANDE TENSION D'ARC. La présente invention se rapporte à un disjoncteur à contacts en bout et grande tension d'arc. Plus précisément, elle concerne un disjoncteur à contacts d'arc en bout comportant dans une enveloppe remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques, un contact d'arc fixe relié électriquement à une première prise de courant et un équipage mobile comprenant un tube relié mécaniquement à une tringle de manoeuvre et électriquement à une seconde prise de courant et dans lequel est monté coulissant un contact d'arc semi-mobile coaxial au contact d'arc fixe et soumis à un ressort de compression poussant le contact d'arc semi-mobile vers le contact d'arc fixe. De tels disjoncteur dits à contacts en bout sont bien connus. Ils ont pour avantage de permettre une coupure franche et rapide du courant. Plus la tension d'arc est importante, plus il est facile de couper le courant et il est connu d'augmenter cette tension d'arc en divisant l'arc unique des disjoncteurs conventionnels et en créant plusieurs arcs en série, comme il est décrit par exemple dans la demande de brevet français n-2 681 724 déposée le 24 septembre 1991 par la Déposante. Ce disjoncteur de l'art antérieur est du type à contact d'arc mobile constitué de doigts de contact fixes relativement à l'équipage mobile. Le soufflage des arcs en série se fait grâce à la compression du gaz de soufflage dans une chambre de soufflage par un piston de soufflage. Compte tenu de la course importante des contacts dans un tel disjoncteur, des moyens d'augmentation de la pression du gaz de soufflage sont nécessaires. La présente invention propose d'adapter ce principe de création d'arcs en série à un disjoncteur à contact en bout par un agencement particulièrement simple et à auto soufflage c'est à dire sans mise en compression mécanique du gaz de soufflage. Pour ce faire, conformément à l'invention, le contact d'arc fixe est constitué d'une structure en matériau isolant et d'une pluralité d'éléments conducteurs en matériau résistant à l'arc, ladite structure étant fermée outre un orifice de passage du contact semi-mobile et un agencement de décompression à effet lent et comportant un fond en matériau conducteur opposé à cet orifice de passage et relié à la première prise de courant et les éléments conducteurs étant disposés dans la structure et pouvant coulisser dans cette structure, de telle sorte qu'en position fermée du disjoncteur, ils sont adjacents et en contact mutuel, intercalés entre le contact semi-mobile et le fond de la structure. Selon un mode de réalisation préféré, la structure en matériau isolant est un tube cylindrique coaxial au contact semi-mobile, comportant à son extrémité tournée vers ce contact l'orifice de passage de ce contact, son autre extrémité étant fermée par le fond en matériau conducteur formé par une pièce métallique relié à la première prise de courant. De préférence, les éléments conducteurs sont identiques et constitués chacun d'un disque de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du tube. Avantageusement, chaque disque comporte une face supérieure et une face inférieure circulaire et bombée. Afin d'améliorer son coulissement, chaque disque comporte une face latérale cylindrique pourvue d'un moyen de guidage en coulissement dans le tube et ce moyen de guidage peut être constitué d'une paroi cylindrique entourant le disque. Par ailleurs, l'agencement de décompression à effet lent est, de préférence, constitué d'au moins un orifice calibré réalisé dans la structure. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de dessins ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention, en position fermée. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention, en position ouverte. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un disjoncteur conforme à l'invention, en position refermée. La figure 4 est une vue en perspective d'un disque constitutif d'un disjoncteur conforme à l'invention. Comme représenté sur les figures 1 à 3, le disjoncteur comporte dans une enveloppe 1 remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques, un contact d'arc fixe 2 et un équipage mobile comprenant un tube 3 dans lequel est monté coulissant par l'intermédiaire d'un contact glissant un contact d'arc semi-mobile 5 coaxial au contact d'arc fixe 2 et soumis à un ressort 6 de compression poussant le contact d'arc semi-mobile 5 vers le contact d'arc fixe 2. Le contact d'arc fixe 2 est relié à une première prise de courant 7. Le tube 3 est relié mécaniquement à une tringle de manoeuvre 4 et électriquement par un contact glissant à une seconde prise de courant 8. Le disjoncteur comporte également de façon classique un contact permanent fixe 18 et un contact permanent mobile 19 fixé de préférence à l'équipage mobile. Ces contacts 18 et 19 ont de façon classique des extrémités en matériau résistant à l'arc. Le contact d'arc fixe 2 est constitué d'une structure 9 en matériau isolant et d'une pluralité d'éléments conducteurs 12 en matériau résistant à l'arc. La structure 9 en matériau isolant est un tube cylindrique coaxial au contact semi-mobile 5, comportant à son extrémité tournée vers ce contact 5 un orifice 10 de passage de ce contact 5 de diamètre inférieur à celui du tube 9, son autre extrémité étant fermée par un fond en matériau conducteur 11 formé par une pièce métallique 13 relié à la première prise de courant 7. Ce tube 9 est donc fermé outre l'orifice de passage 10 du contact semi-mobile 5 et un agencement de décompression à effet lent. Cet agencement de décompression est constitué d'au moins un orifice 17 calibré réalisé dans le tube 9. Selon le mode de réalisation représenté, ces orifices 17 sont au nombre de trois. Les éléments conducteurs 12 sont disposés dans le tube 9 et peuvent coulisser dans ce tube 9. Ils sont identiques et constitués chacun d'un disque de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du tube 9. Comme représenté sur la figure 4, chaque disque 12 comporte une face supérieure 14 et une face inférieure 16 circulaire et bombée. De plus il comprend une face latérale cylindrique pourvue d'un moyen de guidage 16 en coulissement dans le tube 9 constitué d'une paroi cylindrique entourant le disque. Le fonctionnement de ce disjoncteur est le suivant. En position fermée du disjoncteur, représentée sur la figure 1, le courant passe par les contacts permanents 18, 19. Une fois ces contacts permanents séparés lors de l'ouverture, les disques 12 sont adjacents et en contact mutuel par leurs faces bombées, intercalés et bloqués entre le contact semi-mobile 5 et le fond 11 de la structure 9. Le courant passe alors dans la première prise de courant 7, dans la pièce métallique 13, dans les disques 12 empilés, dans le contact semi-mobile 5, dans le tube 3, puis dans la seconde prise de courant 8. Lors de l'ouverture des contacts et en position d'ouverture, comme représentée sur la figure 2, les efforts électromagnétiques entrainent le coulissement des disques 12 et leur répartition le long du tube 9, un arc apparaissant entre le fond 11 et le premier disque 12, entre chaque paire de disques 12 adjacents et entre le dernier disque 12 et le contact semi-mobile 5. Dans le cas d'un disjoncteur horizontal, ces efforts électromagnétique suffisent à produire ces déplacements. Dans le cas d'un disjoncteur vertical, les efforts de gravité s'ajoutent à ces efforts électromagnétiques. Le dernier disque 12 ferme, en position d'ouverture, l'orifice de passage 10 et le tube 9 est donc fermé outre les orifices calibrés 17. Compte-tenu des arcs en série, la pression de gaz augmente rapidement et fortement à l'intérieur du tube et la tension des arcs augmente. L'effet est multiplié par le nombre d'arcs. Le courant est ainsi coupé. Après la coupure et lors de la refermeture des contacts, comme représentée sur la figure 3, le gaz comprimé à l'intérieur du tube 9 s'évacue au travers des orifices calibrés 17. L'invention est destinée aux disjoncteurs à haute ou moyenne tension. REVENDICATIONS 1) Disjoncteur à contacts d'arc en bout comportant dans une enveloppe (1) remplie de gaz à bonnes propriétés diélectriques, un contact d'arc fixe (2) relié électriquement à une première prise de courant (7) et un équipage mobile comprenant un tube (3) relié mécaniquement à une tringle de manoeuvre (4) et électriquement à une seconde prise de courant (8) et dans lequel est monté coulissant un contact d'arc semi-mobile (5) coaxial au contact d'arc fixe (2) et soumis à un ressort (6) de compression poussant le contact d'arc semi-mobile (5) vers le contact d'arc fixe (2), disjoncteur caractérisé en ce que le contact d'arc fixe (2) est constitué d'une structure (9) en matériau isolant et d'une pluralité d'éléments conducteurs (12) en matériau résistant à l'arc, ladite structure (9) étant fermée outre un orifice de passage (10) du contact semi-mobile (5) et un agencement de décompression à effet lent et comportant un fond en matériau conducteur (11) opposé à cet orifice de passage (10) et relié à la première prise de courant (7) et les éléments conducteurs (12) étant disposés dans la structure (9) et pouvant coulisser dans cette structure (9), de telle sorte qu'en position fermée du disjoncteur, ils sont adjacents et en contact mutuel, intercalés entre le contact semi-mobile (5) et le fond (11) de la structure (9. 2) Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure (9) en matériau isolant est un tube cylindrique coaxial au contact semi-mobile (5), comportant à son extrémité tournée vers ce contact (5) l'orifice (10) de passage de ce contact (5), son autre extrémité étant fermée par le fond en matériau conducteur (11) formé par une pièce métallique (13) relié à la première prise de courant (7). 3) Disjoncteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments conducteurs (12) sont identiques et constitués chacun d'un disque de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du tube (9). 4) Disjoncteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque disque comporte une face supérieure (14) et une face inférieure (16) circulaire et bombée. 5) Disjoncteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque disque comporte une face latérale cylindrique pourvue d'un moyen de guidage (15) en coulissement dans le tube (9). 6) Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de guidage (16) est constitué d'une paroi cylindrique entourant le disque. 7) Disjoncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agencement de décompression à effet lent est constitué d'au moins un orifice (17) calibré réalisé dans la structure (9).