Brevet FR3042638A1 — publié le 20170421

CHAMBRE DE COUPURE D'UN APPAREIL DE PROTECTION ELECTRIQUE ET APPAREIL DE PROTECTION ELECTRIQUE COMPORTANT UNE TELLE CHAMBRE. DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une chambre de coupure d'un appareil de protection électrique comprenant une chambre de formation d'arc renfermant un contact fixe et un contact mobile, lesdits contacts étant situés sur une branche de circuit électrique dite branche principale lesquels contacts, au moment de leur séparation, forment un arc entre eux, ladite chambre de formation d'arc communiquant avec l'entrée d'une deuxième chambre dite d'extinction d'arc, ce contact mobile s'étendant de manière à tirer un arc entre les contacts lors de leur séparation, cet arc étant apte à commuter dans une branche de circuit électrique dite branche de commutation, ladite branche de commutation étant située dans la chambre d'extinction d'arc, après une certaine distance d'ouverture entre les deux contacts, ladite chambre de coupure comportant en outre des moyens aptes à limiter le courant dans la branche dite de commutation, ces moyens comportant un élément dit limiteur de courant dont la résistance est apte à augmenter sous l'effet du courant de manière à augmenter l'impédance dans la branche de commutation. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Dans les disjoncteurs basse tension, et plus particulièrement les disjoncteurs miniatures, avant la commutation, l'arc est placé entre le contact fixe et le contact mobile, et une tension d'arc s'établit entre les contacts, cette tension dépendant de la distance d'ouverture des contacts. L'arc commute lorsque 3042638 2 l'ouverture des contacts est suffisante, dans une branche dite de commutation dans laquelle le courant est limité. On connaît des solutions pour améliorer les performances de coupure de 5 ces appareils en améliorant la limitation du courant en cas de court-circuit. On connaît par exemple le brevet DE19810981, lequel décrit une solution consistant à placer dans la branche de commutation un CTP de type métallique, et donc à faible saut résistif et ne permettant donc qu'une 10 limitation faible du courant de court-circuit. Ce faible saut résistif du CTP garantit une absence de reclaquage, c'est-à-dire de retour de l'arc vers les contacts car la résistance du CTP après la commutation est faible. Dans les brevets WO 200661375 et EP1384240, l'on utilise un CTP dans la 15 branche de commutation, ce qui permet de limiter le courant de court-circuit après la commutation de l'arc. Ces appareils présentent un risque de reclaquage important si la branche de commutation est trop résistante, ce qui limite l'importance de la limitation de courant que l'on peut obtenir avec de tels appareils, car une augmentation importante de la résistance CTP 20 entraîne une augmentation significative correspondante du risque de reclaquage. Généralement, les brevets connus décrivent des appareils comportant soit un CTP dans la ligne principale, soit un CTP dans la ligne de commutation. 25 La présente invention résout ces problèmes et propose une chambre de coupure de conception simple permettant d'augmenter la limitation du courant dans un appareil de protection électrique, ainsi qu'un appareil de protection électrique comportant une telle chambre présentant de ce fait des performances de coupure améliorées. 30 A cet effet, la présente invention a pour objet une chambre de coupure d'un appareil de protection électrique du genre précédemment mentionné, cette chambre étant caractérisée en ce qu'elle comporte un premier élément 3042638 3 limiteur de courant placé dans la branche dite principale en série avec et en aval du contact mobile et un second élément limiteur de courant placé dans la branche dite de commutation en série avec le contact fixe, le premier élément étant apte à accélérer la commutation de l'arc et à interdire le retour 5 de l'arc vers les contacts, ou reclaquage, une fois la commutation réalisée et le second élément permettant d'augmenter la tension de pôle lorsque l'arc est dans la chambre d'extinction d'arc de manière à réaliser une limitation du courant de court-circuit. 10 Selon une caractéristique particulière, l'un au moins des éléments précités est un élément dit CTP à coefficient de température positif. Selon une réalisation particulière, les premier et deuxième éléments précités sont respectivement un premier et un second composant ou une première et 15 une seconde thermistance CTP à coefficient de température positif. Selon une caractéristique particulière, la valeur de la résistance à une température sensiblement de +40°C du premier élémert CTP (CTPa) est réglée de manière à être sensiblement égale à 1,8 m`C;) afin de limiter la 20 puissance du disjoncteur à une valeur de 3 Watts au maximum. Selon une caractéristique particulière, le saut résistif du premier élément CTP est au minimum de 20, de manière à accélérer la commutation de l'arc et interdire les reclaquages après la commutation de l'arc. 25 Selon une autre caractéristique, la valeur de la résistance à une température de sensiblement 40° du second élément CTP est réglée de telle manière que la résistance de la branche de commutation soit toujours inférieure à celle de la branche principale afin de garantir une absence de reclaquage. 30 Selon une autre caractéristique, la valeur du saut résistif du second élément CTP est réglée de manière à ne pas entraîner de reclaquage une fois que le second élément CTP aura transité. 3042638 4 Selon une autre caractéristique, la valeur résistive à chaud, ou valeur du CTP transité, du second élément CTP est inférieur à la valeur résistive de la ligne principale, laquelle valeur résistive est principalement définie par la valeur résistive à chaud du premier CTP. 5 Selon une autre caractéristique, cette chambre de coupure comporte, associée à l'un au moins des deux éléments CTP, une résistance supplémentaire ou un shunt, montée en parallèle du (des) élément(s) CTP(s), dont la valeur de résistance est choisie de manière à régler la 10 valeur du saut résistif. Selon une autre caractéristique, cette chambre de coupure comporte un shunt monté en parallèle du second élément CTP, ce shunt présentant une résistance dont la valeur est inférieure au minimum de 10% à la valeur du 15 premier élément CTP transité. Selon une autre caractéristique, l'énergie nécessaire à la transition du second élément CTP est réglée de manière à permettre une transition du second élément CTP, pour un courant de court-circuit de 251 REVENDICATIONS1. Chambre de coupure d'un appareil de protection électrique comprenant une chambre de formation d'arc renfermant un contact fixe et un contact mobile, lesdits contacts étant situés sur une branche de circuit électrique 10 dite branche 'principale lesquels contacts, au moment de leur séparation, forment un arc entre eux, ladite chambre de formation d'arc communiquant avec l'entrée d'une deuxième chambre dite d'extinction d'arc, ce contact mobile s'étendant de manière à tirer un arc entre les contacts lors de leur séparation, cet arc étant apte à commuter dans une branche .de circuit 15 électrique dite branche de commutation, ladite branche de commutation étant située dans la chambre d'extinction d'àrc, après une certaine distance d'ouverture entre les deux contacts, ladite chambre de coupure comportant en outre des moyens aptes à limiter le courant dans la branche dite de commutation, ces mayens comportant un élément dit limiteur de courant 20 dont la résistance est apte à augmenter sous l'effet du courant de manière à augmenter l'impédance dans la branche de commutation, caractérisée en ce qu'elle comporte un premier élément limiteur de courant (CTPa) placé dans la branche dite principale (1) en série avec.et en aval, du contact mobile (6) et un second élément limiteur de courant (CTPb) placé 25 dans la branchedite de commutation (8) en série avec le contact fiXe (5), le premier élément étant apte à accélérer la commutation de l'arc et à interdire le retour de l'arc vers les contacts (5,6), ou reclaquage, une fois la commutation réalisée et le second élément (CTPb) permettant d'augmenter la tension de pôle lorsque l'arc est dans la chambre d'extinction d'arc E de 30 manière à réaliser une limitation du courant de court-circuit. 3042638 14 z. Chambre de coupure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un au moins des éléments précités est un élément dit CTP à coefficient de température positif. 3. Chambre de coupure selon la revendication' 1 ou 2, caractérisée en ce, que les premier et deuxième éléments précités ,(CTPa), (CTPb) sont respectivement un premier et un second composant ou une première et une seconde.thermistance CTP à coefficient dé température positif: - 10 4. Chambre de coupure selon la revendication 3, caractérisée en »ce que la valeur de la résistance à une température sensiblement égale à +40°C du premier élément (CTPa) est au maximum de 1,8m p afin de limiter la puissance du disjoncteur à une valeur dé 3 Watts. 15 5. Chambre de coupure selon la revendication 4,. caractérisée en ce que la Valeur du saut résistif RmeR(0) du prerniér élément CTP (CTPa) est au minimum de 20, de manière à accélérer la commutation de l'arc et interdire les reclaquages après la commutation de l'arc. 20 6. Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications 3. à 5, caractérisée en ce que la valeur de la résistance à une température sensiblement égale à 40°C du second élément CTP (CTPb) est réglée de telle manière que la résistance de la branche de commutation (8) soit toujours inférieure à celle de la branche principale (1) afin de garantir une 25 absence de reclaquage. 7. Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la valeur du saut .résistif du second élément CTP (CTPb) est tel qu'aucun reclaquage ne soit généré une fois que le second 30 élément CTP aura transité. 8. Chambre de coupure selon la revendication 7, caractérisée en ce que la valeur résistive à chaud, ou valeur du CTP transité, du second élément CTP (CTPb) est inférieure à la valeur résistive de la ligne principale (1), 3042638 15 laquelle valeur résistive est priricipalement définie par la valeur résistive à chaud du premier CTP (CTPa). 9. Chambre de coupure selon la revendication 7 ou 8, caractérisée. en ce qu'elle comporte, associée à l'un au moins des deux éléments CTP (CTPa,CTPb), une résistance supplémentaire ou un shunt, montée en parallèle du (des) élément(s) CTP(s), dont la valeur dé résistance est choisie de manière à régler la valeur du saut résistif. TO 10.Charnbre de coupure selon la revendicati6n 9, caractérisée en ce qu'elle comporte un shunt monté en parallèle du second élément CTP(CTPb), ce shunt présentant une résistance dont la valeur est inférieure au minimum de 10% à la valeur du premier élément CTP transité (CTIpi). 15 11.Chambre de coupure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'énergie nécessaire à la transition du second élément CTP (CTPb) est telle que la transition du second élément (CTPb) pour un courant de court-circuitde 25kA, est réalisée en un temps inférieur à 500ps, de manière à réduire l'énergie de coupure. 20 12.Chambre de coupure selon la revendication 11, caractérisé en ce que ce temps est compris entre 200ps et 300ps. 13.Appareil de protection électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une 25 chambré de coupure C selon l'une quelconque des revendications précédentes. 14.Appareil de protection électrique selon la revendication 13, caractérisé en ce que c'est un disjoncteur basse tension. 30 15.Appareil de protection électrique selon la revendication 14, caractérisé en ce que ce disjoncteur comporte les bornes de serrage amont (2) et aval (3), une bobine de déclenchement magnétique (4), les contacts électriques (5,6), et le bilame de déclenchement thermique (7), tous ces éléments 35 étant reliés électriquement et constituant le circuit principal précité (1). 3042638 16 16.Appareil de protection électrique selon l'une quelc9nque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que c'est un disjoncteur miniature présentant un calibre de 16 A, et en ce que la valeur de la résistance à une température 5 sensiblement égalé à +40°C du premier élément limiteur (CTPa) ne dépasse pas 1,6mp afin de limiter la puissance totale dissipée du " disjoncteur à une valeur de 3W. 17.Appareil de protection électrique selon l'une quelconque des revendications - 13 à 16, caractérisé en ce que c'est un disjoncteur miniature présentant un - calibre de 16A, et en ce que la valeur de la résistance à une température sensiblement égale à +40°C - du second élément limiteur (CTPb) est inférieure à 3 mP, 20