Brevet FR2916301A1 — publié le 20081121

DISJONCTEUR DE CIRCUIT Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un disjoncteur de circuit et s'applique avantageusement, en particulier, à un élément (une matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales) exposé à un arc qui jaillit entre des contacts au moment de la coupure du circuit. Description de la technique antérieure On utilise des disjoncteurs de circuit pour couper un courant de court-circuit ou un courant de charge circulant dans une charge d'un équipement électrique traitant de grandes puissances. Dans le disjoncteur de circuit, un dispositif de déclenchement sur surintensité détecte un courant anormal tel qu'une surintensité ou un courant de fuite à la terre circulant dans le circuit principal, qui est ouvert par déclenchement du mécanisme de commutation principal en fonction du signal détecté. Le document de brevet 1, par exemple, décrit un procédé de coupure de courant, dans lequel un dispositif de déclenchement sur surintensité libère le verrouillage d'un support lorsqu'une surintensité survient sur le trajet électrique dans un état ON (fermé), et un contact mobile qui est accouplé au support par une liaison de type genouillère est séparé d'un contact fixe. Autour des contacts fixe et mobile est disposée une matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales constituée d'une résine. Lorsque le contact mobile est séparé du contact fixe au moment de la coupure de courant, un arc jaillit entre ces contacts, et une énergie thermique et une énergie lumineuse sont communiquées à la résine qui les entoure. L'énergie thermique rayonnée vers la résine génère un gaz depuis la surface de la résine (fusion et évaporation), le gaz agissant de façon à éteindre l'arc. L'énergie lumineuse rayonnée sur la résine, pénétrant à l'intérieur de la résine, génère un gaz en faisant fondre l'intérieur de la résine. La fusion et la génération de gaz à l'intérieur de la résine provoquent une déformation de l'élément en résine, ce qui crée une barrière au retour des contacts. Pour éviter ce problème des disjoncteurs de circuit classiques, on ajoute une matière de charge céramique dans la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales pour améliorer sa résistance à la chaleur, et ainsi empêcher la déformation de la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales. Document de Brevet 1 . Demande de brevet japonais publiée et non examinée N 2003-162949 Description de l'invention Problèmes à résoudre par l'invention Cependant, le procédé consistant à mélanger une matière de charge céramique à la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales présente un problème selon lequel les performances d'extinction d'arc se dégradent du fait que les matières de charge céramiques sont exposées à la surface de la résine après une extinction d'un arc et que la quantité de gaz générée par la résine diminue. La présente invention a donc pour but de mettre à disposition un disjoncteur de circuit dans lequel la dégradation des performances d'extinction d'arc après une extinction est évitée et toute déformation supplémentaire des éléments sous l'effet de l'arc est supprimée. Moyens de résoudre les problèmes Pour résoudre le problème mentionné ci-dessus, un disjoncteur de circuit comprend : un contact fixe pourvu d'un point de contact fixe ; un contact mobile pourvu d'un point de contact mobile capable d'ouverture et de fermeture vis-à-vis du point de contact fixe ; un support supportant le contact mobile ; un arbre d'ouverture-fermeture accouplé au support ; et un mécanisme de commutation réalisant la mise en contact et la séparation du point de contact fixe et du point de contact mobile ; dans lequel une couche de séparation de phases est formée sur une partie de surface d'éléments en résine qui sont exposés à un arc jaillissant entre le point de contact fixe et le point de contact mobile, la couche de séparation de phases étant constituée d'un copolymère séquencé ou d'un mélange de deux types de résine ou plus. Un disjoncteur de circuit perfectionné est celui dans lequel les éléments en résine ayant la couche de séparation de phases produisent un effet de diffusion de la lumière de l'arc. Un disjoncteur de circuit perfectionné comprend : un contact fixe pourvu d'un point de contact fixe ; un contact mobile pourvu d'un point de contact mobile capable d'ouverture et de fermeture vis-à-vis du point de contact fixe ; un support supportant le contact mobile ; un arbre d'ouverture-fermeture accouplé au support ; et un mécanisme de commutation réalisant la mise en contact et la séparation du point de contact fixe et du point de contact mobile ; dans lequel des éléments en résine qui sont exposés à un arc jaillissant entre le point de contact fixe et le point de contact mobile ont une partie de surface dans laquelle sont formées des bulles. Un disjoncteur de circuit perfectionné est celui dans lequel les éléments en résine contenant les bulles produisent un effet de diffusion de la lumière de l'arc. Effets de l'invention Tel que décrit ci-dessus, l'élément en résine selon l'invention peut diffuser la lumière dans sa partie de surface. En conséquence, l'élément de résine selon l'invention réduit la profondeur de pénétration de la lumière de l'arc à l'intérieur de la résine sans diminuer la proportion de résine dans la partie de surface de l'élément en résine. En outre, la partie de surface de l'élément en résine réfléchit plusieurs fois la lumière. La génération de gaz depuis la surface de l'élément en résine est ainsi favorisée, et la dégradation des performances d'extinction d'arc après une extinction est supprimée. Du fait que la fusion et la génération de gaz dans la partie profonde de la résine sont supprimées, la déformation de l'élément en résine sous l'effet de l'arc est réduite. Meilleur mode de mise en oeuvre de l'invention Nous allons maintenant décrire certaines formes de réalisation préférées de l'invention, par référence aux 20 dessins ci-joints. La figure 1 est une vue en coupe présentant une construction schématique d'un disjoncteur de circuit selon une forme de réalisation de l'invention. En se rapportant à la figure 1, le disjoncteur de 25 circuit est pourvu d'un contact fixe 6 ayant un point de contact fixe 6a, d'un contact mobile 5 ayant un point de contact mobile 5a capable d'ouverture et de fermeture vis-à-vis du point de contact fixe 6a, d'un support 3 supportant le contact mobile 5, d'un arbre d'ouverturefermeture 4 accouplé au support 3, et d'un mécanisme de commutation réalisant la mise en contact et la séparation du point de contact fixe 6a et du point de contact mobile 5a. Ces éléments sont logés dans un récipient 4 isolant ayant une configuration de boîte, formée d'un boîtier 1 et d'un couvercle 2. Le boîtier 1 et le couvercle 2 peuvent être constitués d'une résine synthétique ; le support 3 et l'arbre d'ouverture-fermeture 4 peuvent être constitués d'une résine thermodurcissable telle qu'une résine phénolique. Lorsqu'une surintensité survient sur le trajet électrique à l'état fermé, un dispositif de déclenchement sur surintensité libère un verrouillage du support 3. En conséquence, le support 3 est éjecté dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sous l'effet d'une force emmagasinée dans un ressort de coupure, et le contact mobile 5, qui est accouplé au support 3 par une liaison de type genouillère, est séparé du contact fixe 6, ce qui coupe le courant. Lorsque le contact mobile 5 est séparé du contact fixe 6 au moment de la coupure du courant, un arc se développe entre le point de contact mobile 5a et le point de contact fixe 6a. Autour du point de contact fixe 5a et du point de contact mobile 6a sont disposées des matières de remplissage 10 de l'intervalle de parois latérales, constituées de résine. Une couche de séparation de phases constituée de deux types de résines mélangées ou plus peut être formée dans la partie de surface des éléments en résine qui est exposée à l'arc qui jaillit entre le point de contact mobile 5a et le point de contact fixe 6a. La couche de séparation de phases peut être constituée d'un copolymère séquencé ou d'un mélange de deux types de polymères ou plus sans compatibilité mutuelle. D'une autre manière, des bulles peuvent être formées dans la partie de surface des éléments en résine qui est exposée à l'arc développé entre le point de contact mobile 5a et le point de contact fixe 6a. Les éléments en résine ayant la couche de séparation de phase et les éléments en résine contenant des bulles peuvent produire un effet de diffusion de la lumière de l'arc. Dans la structure décrite ci-dessus, l'élément en résine peut diffuser la lumière dans sa partie de surface. L'élément en résine réduit donc la profondeur de pénétration de la lumière de l'arc à l'intérieur de la résine, sans diminuer la proportion de résine dans la partie de surface de l'élément en résine. En outre, la partie de surface de l'élément en résine réfléchit plusieurs fois la lumière. La génération de gaz depuis la surface de l'élément en résine est ainsi favorisée, et la dégradation des performances d'extinction d'arc après une extinction est supprimée. Du fait que la fusion et la génération de gaz dans la partie profonde de la résine sont supprimées, la déformation de l'élément en résine sous l'effet de l'arc est réduite. Les figures 2(a) à 2(f) sont des vues en coupe présentant, respectivement avant et après une coupure de courant, des matières de remplissage de l'intervalle de parois latérales selon une première forme de réalisation de l'invention, comparées à celles d'un exemple classique ; et les figures 3(a) à 3(f) sont des vues en coupe présentant, respectivement avant et après une coupure de courant, des matières de remplissage de l'intervalle de parois latérales selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, comparées à celles d'un exemple classique. Les figures 2(a) et 2(b) (et les figures 3(a) et 3(b)) sont des vues en coupe présentant, respectivement avant et après une coupure de courant, des matières de remplissage de l'intervalle de parois latérales avec une matière de charge céramique mélangée selon un exemple classique. En se reportant à la figure 2(a) (et à la figure 3(a)), la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 11 exposée à un arc qui jaillit entre les points de contact mobile 5a et le point de contact fixe 6a est constituée d'une résine à laquelle est mélangée une matière de charge céramique 12. Lorsque la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 11 est exposée à la lumière d'un arc AL, la résine de la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 11 s'évapore. Par conséquent, la matière de charge céramique 12 est exposée à la surface de la résine, tel que représenté sur la figure 2(b) (et sur la figure 3(b)), et la quantité de gaz qui est générée depuis la résine diminue, ce qui dégrade les performances d'extinction d'arc. Les figures 2(c) et 2(d) (et les figures 3(c) et 3(d)) sont des vues en coupe présentant, respectivement avant et après une coupure de courant, des matières de remplissage de l'intervalle de parois latérales sans matière de charge céramique selon un exemple classique. En se reportant à la figure 2(c) (et à la figure 3(c)), la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 13 est constituée d'une résine sans matière de charge céramique. Lorsque la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 13 est exposée à la lumière d'un arc AL, la lumière de l'arc AL pénètre profondément dans la résine, dissout l'intérieur de la résine et génère des bulles 14, tel que représenté sur la figure 2(d) (et sur la figure 3(d)). La fusion de la résine et: la génération de bulles 14 à l'intérieur de la résine provoque une déformation de l'élément en résine, ce qui crée une barrière au retour des contacts. Parallèlement, les figures 2(e) et 2(f) sont des vues en coupe présentant, respectivement avant et après une coupure de courant, des matières de remplissage de l'intervalle de parois latérales selon une première forme de réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 2(e), la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 15 est constituée d'une résine ayant une couche de séparation de phases 16 constituée d'un mélange de deux types de résines ou plus dans la partie de surface de la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales. Lorsque la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 15 est exposée à la lumière d'un arc AL, la lumière de l'arc AL est diffusée dans la couche de séparation d.e phases 16 et réfléchie plusieurs fois. En conséquence, la profondeur de pénétration de la lumière de l'arc AL à l'intérieur de la résine est réduite, sans diminution de la proportion de résine dans la partie de surface de la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 15. En outre, la génération de gaz depuis la surface de l'élément en résine est favorisée, et la fusicn et la génération de gaz dans la partie profonde de la résine sont supprimées, tel que représenté sur la figure 2(f), ce qui réduit les déformations de l'élément en résine sous l'effet de la lumière de l'arc AL. En même temps, la dégradation des performances d'extinction d'arc après une extinction est supprimée. Les figures 3(e) et 3(f) sont des vues en coupe présentant les états de la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales d'une deuxième forme de réalisation de l'invention, respectivement avant et après une coupure de courant. En se reportant à la figure 3(e), la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 17 est constituée d'une résine contenant des bulles 18, formées dans la partie de surface de la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales. Lorsque la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 17 est exposée à la lumière d'un arc AL, la lumière de l'arc AL est diffusée par les bulles 18 et réfléchie plusieurs fois. En corséquence, la profondeur de pénétration de la lumière de l'arc AL à l'intérieur de la résine est réduite, sans diminution de la proportion de résine dans la partie de surface de la matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 17. En outre, la génération de gaz depuis la surface de l'élément en résine est favorisée, et la fusion et la génération de gaz dans la partie profonde de la résine sont supprimées, tel que représenté sur la figure 3(f), ce qui réduit les déformations de l'élément en résine sous l'effet de la lumière de l'arc AL. En même temps, la dégradation des performances d'extinction d'arc après une extinction est supprimée. Brève description des dessins La figure 1 est une vue en coupe présentant une 15 construction schématique d'un disjoncteur de circuit selon forme de réalisation de l'invention ; les figures 2(a) à 2(f) sont des vues en coupe présentant, respectivement avant et après une coupure de courant, des matières de remplissage de l'intervalle de 20 parois latérales selon une première forme de réalisation de l'invention, comparées à celles d'un exemple classique ; et les figures 3(a) à 3(f) sont des vues en coupe présentant, respectivement avant et après une coupure de 25 courant, des matières de remplissage de l'intervalle de parois latérales selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, comparées à celles d'un exemple classique. Description des symboles 1 Boîtier 2 Couvercle 3 Support 4 Arbre d'ouverture-fermeture 5 Contact mobile 5a Point de contact mobile 6 Contact fixe 6a Point de contact fixe 11, 13, 15, 17 Matière de remplissage de l'intervalle de parois latérales 12 Matière de charge céramique 14, 18 Bulles 16 Couche de séparation de phases AL Lumière de l'arc Revendications 1. Disjoncteur de circuit comprenant : un contact (6) fixe pourvu d'un point (6a) de contact fixe ; un contact (5) mobile pourvu d'un point (5a) de contact mobile capable d'ouverture et de fermeture vis-à-vis du point de contact fixe ; un support (3) supportant le contact mobile ; un arbre (4) d'ouverture-fermeture accouplé au 10 support ; et un mécanisme de commutation réalisant la mise en contact et la séparation du point (6a) de contact fixe et du point (5a) de contact mobile ; caractérisé en ce que une couche (16) de séparation 15 de phases est formée sur une partie de surface d'éléments en résine qui sont exposés à un arc jaillissant entre le point (6a) de contact fixe et le point (5a) de contact mobile, la couche de séparation de phases étant constituée d'un copolymère séquencé ou d'un mélange de 20 deux types de résine ou plus. 2. Disjoncteur de circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments en résine ayant la couche de séparation de phases produisent un effet de diffusion de la lumière de l'arc. 25 3. Disjoncteur de circuit comprenant : un contact (6) fixe pourvu d'un point (6a) de contact fixe ; un contact (5) mobile pourvu d'un point (5a) de contact mobile capable d'ouverture et de fermeture vis-à-30 vis du point. de contact fixe ; un support (3) supportant le contact mobile ;un arbre (4) d'ouverture-fermeture accouplé au support ; et un mécanisme de commutation réalisant la mise en contact et la séparation du point de contact fixe et du 5 point de contact mobile ; caractérisé en ce que des éléments en résine qui sont exposés à un arc jaillissant entre le point (6a) de contact fixe et le point (5a) de contact mobile ont une partie de surface dans laquelle sont formées des bulles 10 (14, 18). 4. Disjoncteur de circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments en résine contenant les bulles (14, 18) produisent un effet de diffusion de la lumière de l'arc. 15