Brevet FR2955984A1 — publié le 20110805

L'invention concerne un dispositif de suppression d'un arc électrique pour un coffret supportant une surpression interne en particulier un coffret antidéflagrant. L'invention entre plus particulièrement dans le domaine des dispositifs de suppression d'un arc électrique pour des applications à forte énergie qui pourraient mener à une explosion d'un tel coffret. Dans le domaine minier il est courant d'avoir recours à des coffrets antidéflagrants pour ce qui concerne l'installation 10 électrique. Plus particulièrement ces coffrets antidéflagrants sont conçus pour pouvoir être installés dans des environnements à atmosphères explosibles, autrement dit à risque potentiel d'explosion. En effet de tels coffrets lors d'une explosion 15 interne due à la présence de méthane ne doivent pas blesser une personne se trouvant à proximité et ne pas propager l'explosion à l'ensemble de l'exploitation et par exemple une mine. Bien que ces coffrets ont un comportement sûr, et offrent une bonne protection en basse tension ou faible énergie 20 électrique, il en va tout autre pour les hautes tensions et fortes énergies électrique. En effet, on voit l'apparition d'un arc électrique à l'intérieur du coffret antidéflagrant lors de problèmes d'isolements électriques. Plus particulièrement, cet arc 25 électrique produit beaucoup de chaleur ce qui peut conduire à l'explosion du coffret et engendrer, notamment, de graves dommages pour une personne se tenant à proximité et propager l'explosion à toute la mine. Il est alors bien évident que ces coffrets antidéflagrants 30 présentent un risque non négligeable dans leurs utilisations avec des hautes tensions et hautes énergies. Il existe des solutions techniques à bases d'électroniques pour supprimer un arc électrique dans le domaine de la haute tension notamment dans le cadre de la création et du transport 35 d'énergie électrique. Cependant, ces solutions sont d'une part compliquées à mettre en oeuvre, et d'autre part, très volumineuses ce qui rend leur intégration dans des coffrets antidéflagrants très difficile. C'est dans le cadre d'une démarche inventive qu'il a été imaginé un dispositif de protection contre les arcs électriques pour coffret supportant quelques bars de pression, simple, mécanique et d'un dimensionnent réduit pouvant convenir à la taille d'un coffret antidéflagrant. Ainsi l'invention concerne un dispositif de suppression d'un arc électrique pour un coffret supportant une surpression interne, en particulier un coffret antidéflagrant, caractérisé par le fait qu'il comporte une enveloppe isolante comprenant des moyens de contact reliés aux trois phases d'un réseau électrique et conçus aptes à se fermer suite à l'augmentation de la pression à l'intérieur du coffret et comportant encore des moyens de retenue conçus aptes à maintenir les moyens de contact dans une première position dite position ouverte. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de contact sont connectés aux trois phases du réseau au travers de deux contacts électrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de contact sont constitués par un contact électrique fixe et un contact électrique mobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enveloppe isolante est maintenue sous vide pour augmenter la tenue diélectrique entre le contact électrique fixe et le contact électrique mobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte des moyens de maintien en position de fermeture desdits moyens de contact sous l'effet de la force électrodynamique du courant électrique produite lors de la création de l'arc électrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits moyens de retenue de sont des ressorts assistés. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdits 35 moyens de retenue sont constitués par un ressort mécanique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente de façon schématisée et en élévation un dispositif de protection pour coffret supportant une surpression interne et particulier un coffret antidéflagrant; - la figure 2 représente de façon schématisée un schéma 10 électrique de l'invention. La présente invention entre dans le domaine des dispositifs de suppression d'un arc électrique pour coffrets électriques. Tel qu'il est visible sur la figure 1, l'invention concerne un dispositif de suppression d'un arc électrique 1. 15 Ce dispositif 1 est prévu apte à s'installer dans un coffret électrique 2 supportant une surpression interne, et plus particulièrement un coffret antidéflagrant. A ce propos, on observera que le coffret 2 est alimenté par un réseau électrique 3 venant alimenter les différents appareils 20 électriques qui sont présents dans le coffret 2. D'ailleurs, le dispositif 1 vient se connecter sur ce réseau électrique 3 et, notamment, sur les trois phases 30, 31 et 32 aux travers de trois contacts électrique qui composent ce réseau 3. 25 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif 1 peut être connecté sur les trois phases 30, 31, 32 du réseau 3 par seulement deux contacts électriques, l'un des deux contacts électriques étant relié entre deux des phases 30, 31 et 32 sans pour autant court-circuiter les phases en 30 fonctionnement normal. Selon l'invention, le dispositif 1 comporte une enveloppe isolante 4 à l'intérieur de laquelle sont montés des moyens de contact électriques 5 qui vont permettre la suppression de l'arc électrique en court-circuitant les trois phases et en annulant 35 les risques d'explosion du coffret 2. A ce propos, on observera que cette suppression de l'arc est réalisée par le changement d'état des moyens de contact 5, passant d'une première position dite position ouverte (ou de repos) à une seconde position dite position fermée (et donc faisant contact). Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de contact 5 sont composés d'un contact électrique fixe 50 et d'un contact électrique mobile 51. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'enveloppe isolante 4 est à l'air et les contacts électriques 50 et 51 sont séparés l'un de l'autre d'une distance répondant aux conditions d'isolation électrique pouvant être de l'ordre de quelques dizaines de centimètres. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention et visible sur la figure 2, l'enveloppe isolante 4 est vide d'air (sous vide), ce qui permet de réduire, considérablement, la distance entre le contact électrique fixe 50 et le contact électrique mobile 51 et donc l'encombrement général du dispositif 1. En particulier, dans cette configuration, les contacts 50 et 51 sont séparés par quelques millimètres. Pour en revenir au contact électrique fixe 50, celui-ci est relié à l'une des phases 30 à 32 du réseau électrique 3 et, d'autre part, par un contact électrique mobile 51 qui va venir en appui contre le contact fixe 50 et donc fermer les moyens de contact 5 pour permettre à un courant de circuler. Selon une autre caractéristique de l'invention, le contact mobile 51 est maintenu en position ouverte par des moyens de retenue 7 tel qu'un ressort 70 ou similaire. Le contact électrique mobile 51 est relié à une liaison électrique flexible lui donnant la latitude nécessaire à son déplacement de la position ouverte à la position fermée. En particulier, c'est ce contact électrique mobile 51 qui va se déplacer de la position ouverte à la position fermée. Ce déplacement est permis par le fait qu'au niveau de ce contact mobile 51 l'enveloppe isolante 4 comporte encore un cylindre flexible 40 permettant le déplacement du contact mobile 51 entre la première position et la seconde position. A ce propos, on observera que le cylindre flexible 40 permet le déplacement du contact mobile sous l'effet de l'augmentation de la pression dans le coffret 2. Cette augmentation de la pression, est due à une dissipation d'énergie suite à l'apparition d'un défaut et en particulier à un arc électrique entre deux ou plusieurs phases du coffret. Tout particulièrement, c'est la différence de pression entre la pression du coffret et la pression à l'intérieur de l'enveloppe isolante 4 qui va permettre au contact électrique mobile 51 de passer de la position ouverte à la position fermée. En effet, une fois le contact fermé l'arc électrique disparaît et se transforme en courant de court-circuit dans le coffret 2 ce qui entraîne une suppression de l'augmentation de la pression et évite l'explosion du coffret 2. Plus précisément, c'est lorsque la valeur de la pression interne atteint ou dépasse une valeur seuil, dépendante de la pression interne du coffret 2 au repos, que le contact électrique mobile 51 va se fermer. Cette surpression peut aller de l'ordre de quelques centaines millibars à quelques dizaines de bars suivant la surface du cylindre flexible 40. Selon une autre caractéristique de l'invention, on peut compléter ce dispositif 1 par des moyens de maintien 8 en position de fermeture du contact électriques mobile 51 permettant de maintenir les moyens de contact 5 fermés si la pression dans le coffret 2 devient insuffisante. Ce maintien s'effectue sous l'impulsion de la force électrodynamique du courant électrique généré par la création de l'arc électrique. Ces moyens de maintien 8 sont constitués par des conducteurs électriques 80 et 81 situées de part et d'autre du contact électrique mobile 51. Chaque conducteur 80 et 81 est traversé par le courant de court-circuit créé suite à l'arc électrique mais dans un sens contraire. De ce fait ces courants de court-circuit contraires vont créer une répulsion au niveau du contact électrique mobile 51, permettant de le maintenir en position fermée. REVENDICATIONS1) Dispositif de suppression d'un arc électrique (1) pour un coffret (2) supportant une surpression interne en particulier un coffret antidéflagrant, caractérisé par le fait qu'il comporte une enveloppe isolante (4) comprenant des moyens de contact (5) reliés au trois phases (30, 31 et 32) d'un réseau électrique (3) et conçus aptes à se fermer suite à l'augmentation de la pression à l'intérieur du coffret (2) et comportant encore des moyens de retenue (7) conçus aptes à maintenir les moyens de contact (5) dans une première position dite position ouverte. 2) Dispositif de suppression (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens de contacts (5) sont constitués par un contact électrique fixe (50) et un contact électrique mobile (51). 3) Dispositif de suppression selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'enveloppe isolante (4) est maintenue sous vide pour améliorer la rigidité diélectrique entre le contact électrique fixe (50) et le contact électrique mobile (51). 4) Dispositif de suppression selon la revendication 2 ou 3 caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de maintien (8) en position de fermeture desdits moyens de contact sous l'effet de la force électrodynamique du courant électrique produite lors de la création de l'arc électrique 5) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que lesdits moyens de maintien (8) sont constitués par des conducteurs électriques 80 et 81. 6) Dispositif de suppression selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de retenue (7) 30 sont des ressorts assistés. 7) Dispositif de suppression selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de retenue (7) sont constitués par un ressort mécanique (70).