Brevet FR3038124A1 — publié le 20161230

DISPOSITIF D'EXTINCTION D'ARC DAND UN APPAREIL DE PROTECTION ELECTRIQUE ET APPAREIL DE PROTECTION ELECTRIQUE COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF. DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif d'extinction d'arc dans un appareil de protection électrique comportant une chambre de formation d'arc renfermant un contact fixe et un contact mobile lesquels au moment de leur séparation forment un arc entre eux, cette chambre de formation d'arc étant suivie d'une pré-chambre destinée à éviter la stagnation de l'arc et à favoriser l'allongement de l'arc, ladite pré-chambre communiquant avec une chambre dite d'extinction d'arc à l'intérieur de laquelle l'arc est éteint, et des moyens pour améliorer la propulsion de l'arc dans la préchambre, ledit contact fixe comportant une zone conductrice dite de contact correspondant à la surface du contact fixe traversée par le courant nominal en position de fermeture des contacts, ainsi qu'un appareil de protection électrique comportant un tel dispositif. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Les disjoncteurs, notamment les disjoncteurs miniatures, permettent de réaliser l'interruption du courant électrique par séparation des contacts de manière à protéger les biens et les personnes des effets des courants de court-circuit. Après l'ouverture automatique des contacts suite à la survenue d'une surcharge ou d'un court-circuit dans le circuit électrique à protéger, et la commutation de l'arc engendré par cette séparation des contacts, cet arc se déplace en direction de la chambre d'extinction d'arc destinée à réaliser l'extinction de l'arc. Cette chambre d'extinction d'arc comporte des séparateurs (ou ailettes) constitués de plaques empilées, lesquelles s'étendent sensiblement parallèlement au plan de la base du disjoncteur, par laquelle base le disjoncteur est destiné à être monté sur un support de montage. Cette chambre d'extinction ou chambre de coupure, permet de contribuer à limiter le courant de court-circuit par extinction de l'arc dans ladite chambre. 3038124 2 Or, après la séparation des contacts, l'arc se déplace en direction d'une zone appelée pré-chambre, cette zone étant constituée par le volume qui sépare la zone de séparation des contacts et le début des séparateurs composant la 5 chambre de coupure. Cette zone est prévue pour éviter la stagnation de l'arc sur les contacts et favoriser un allongement de l'arc plus rapide et plus grand que celui provoqué par la seule ouverture mécanique des contacts. La montée de l'arc dans cette zone appelée pré-chambre constitue une phase primordiale pour limiter le courant de court-circuit et permettre à l'appareil de 10 couper le circuit. De manière bien connue, l'allongement de l'arc peut être réalisé par soufflage naturel appelé aussi effet de boucle ou bien par effet magnétique. Dans le premier cas, (soufflage naturel) par auto-ventilation, chaque pôle de coupure est coiffé par un boîtier isolant en matière plastique longitudinalement 15 ouvert à la partie inférieure et réduit à une fente à la partie supérieure. Ce système crée un effet de cheminée appelé également effet de boucle. L'effet de boucle se manifeste de la manière suivante : Lorsque l'arc apparaît, suite à sa température élevée, l'air chaud s'élève en raison de sa plus faible densité et entraîne l'arc vers la partie supérieure, et de 20 l'air frais revient vers la partie inférieure en refroidissant l'arc qui s'éteint. Dans le cas du soufflage magnétique, chaque pôle est équipé d'une bobine et d'un circuit magnétique. Le courant passe dans une bobine en série avec le contact. Le champs magnétique ainsi produit provoque une force qui fait monter l'arc. L'arc va s'élever d'autant plus rapidement que le courant à couper sera 25 important, la cheminée de soufflage favorisant le phénomène. L'encombrement dans ces petits appareils ne permet pas d'utiliser de moyens traditionnels de soufflage de l'arc du type U magnétique, et ceci spécialement dans les appareils dans lesquels l'on cherche encore à réduire le pas. Dans les produits actuels, des solutions partielles ont été trouvées, en ce sens 30 qu'elles contribuent à améliorer la propulsion de l'arc, mais présentent cependant certains inconvénients. 3038124 3 Dans certains produits en effet, le contact fixe est en acier cuivré, ce qui contribue à améliorer la propulsion de l'arc, mais du fait de la résistivité de l'acier, cela limite l'utilisation de cette solution pour de petits calibres ( REVENDICATIONS1. Dispositif d'extinction d'arc dans un appareil de protection électrique comportant une chambre de formation d'arc renfermant un contact fixe et un contact mobile lesquels au moment de leur séparation forment un arc entre eux, cette chambre de formation d'arc étant suivie d'une pré-chambre destinée à éviter la stagnation de l'arc et à favoriser l'allongement de l'arc, ladite préchambre communiquant avec une chambre dite d'extinction d'arc à l'intérieur de laquelle l'arc est éteint, et des moyens pour améliorer la propulsion de l'arc dans la préchambre, ledit contact fixe comportant une zone conductrice dite de contact correspondant à la surface du contact fixe traversée par le courant nominal en position de fermeture des contacts, caractérisé en ce que ces moyens pour améliorer la propulsion de l'arc comprennent au moins un élément (6,6a,6b,6c,6d,7) réalisé en un matériau magnétique, dit élément magnétique, cet élément étant intégré au contact fixe (1) de manière à se trouver au voisinage de l'emplacement de l'arc mais hors de la zone de contact précitée z, de manière à n'être en contact avec le courant que pendant la coupure sans être traversé par le courant nominal. 2. Dispositif d'extinction d'arc selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau magnétique précité est un matériau ferro-magnétique. 3. Dispositif d'extinction d'arc selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une portion de contact fixe (7) réalisé en un matériau magnétique et ajouté en bout du contact fixe (1) à son extrémité libre située du côté du contact mobile (5). 4. Dispositif d'extinction d'arc selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux ailes longitudinales magnétiques (6,6a,6b,6c,6d) ajoutées respectivement de part et d'autre de la zone de contact (z) du contact fixe (1) et s'étendant sur une partie au moins de la longueur de cette zone de contact (z). 3038124 11 5. Dispositif d'extinction d'arc selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les ailes magnétiques précitées (6a,6b) se prolongent sur la portion de contact fixe ajoutée précitée (7). 5 6. Dispositif d'extinction d'arc selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone de contact précitée z comporte une pastille de contact (2). 7. Dispositif d'extinction d'arc selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce 10 que la zone de contact précitée z comporte une pastille de contact (2) et en ce que les ailes magnétiques précitées (6b) comportent une sur-épaisseur située en regard de la pastille de contact (2). 8. Dispositif d'extinction d'arc selon la revendication 7, caractérisé en ce que 15 cette sur-épaisseur est réalisée sur un contact fixe (1) réalisé complètement en cuivre ou bien sur un contact fixe (1) comportant une portion de contact fixe magnétique rajoutée (7). 9. Dispositif d'extinction d'arc selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce 20 que la zone de contact z comporte une pastille de contact (2), et en ce que ces ailes magnétiques (6c) sont incluses dans le contact fixe (1) au droit de la pastille de contact (2) sur sensiblement toute la longueur du contact en aval de la pastille (2). 25 10. Dispositif d'extinction d'arc selon la revendication 9, caractérisé en ce que les portions d'ailes magnétiques (6d) incluses précitées dans le contact fixe (1) se prolongent en amont de la pastille (2) jusqu'au raccordement dudit contact (1) avec la carcasse de l'appareil D. 30 11. Dispositif d'extinction d'arc selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau ferromagnétique précité est de l'acier. 3038124 12 12. Dispositif d'extinction d'arc selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'(les) élément(s) magnétique(s) (6,6a,6b,6c,6d,7) est (sont) fixé(s) au contact fixe (1) par colaminage. 5 13. Dispositif d'extinction d'arc selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que les ailes magnétiques précitées (6,6a,6b,6c,6d,7) sont positionnées chacune dans un logement (8) moulé dans l'une des enveloppes (3) de l'appareil. 10 14. Dispositif d'extinction d'arc selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte des godrons de maintien prévus dans les enveloppes (3) et aptes à assurer le maintien des ailes magnétiques (6,6a,6b,6c,6d) en regard du contact fixe (1). 15 15. Appareil de protection électrique comportant un dispositif d'extinction d'arc selon l'une quelconque des revendications précédentes. 16. Appareil de protection électrique selon la revendication 15, caractérisé en ce que c'est un interrupteur ou un disjoncteur basse tension. 20 25 30