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" DISPOSITIF DE RUPTURE ELECTRIQUE ".
La présente invention est relative à un dispositif ayant pour but d'éteindre l'arc électrique qui éclate entre deux électrodes qui sent séparées l'une de l'autre, et éventuelle- ment de provoquer la séparation des électrodes.
Il est connu d'éteindre l'arc électrique qui éclate entre deux électrodes par soufflage et désionisation de l'arc au moyen d'un courant d'air. Dans ce cas, cet air provient d'un réservoir où il a été emmagasiné sous pression par un compresseur. L'installation nécessaire pour effectuer l'ex- tinction de l'arc dans ces conditions est relativement encom- brante et coûteuse.
La présente invention a comme objet un dispositif beau- coup moins encombrant et peu coûteux permettant d'effectuer l'extinction de l'arc et éventuellement la séparation'préala- ble des électrodes avec une grande sécurité.
A cet effet, dans le dispositif suivant l'invention, l'énergie nécessaire pour éteindre l'arc est enmagasinée
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sous forme d'énergie potentielle dans une charge d'explosif dont les produits de décomposition sont guidés de façon à souffler l'arc qui éclate entre les électrodes quand celles-ci soht séparées l'une de l'autre.
Dans le cas où l'on désire que la séparation des électrodes soit également effectuée par l' explosion, les produits de dé- composition de la charge d'explosif susdite sont en outre guidés de façon à provoquer l'éoartement des électrodes*
L'extinction de l'arc peut être réalisée directement par les gaz résultant de la décomposition de l'explosif. Dans ce cas, si la puissance de l'arc à éteindre est élevée, il peut être avantageux de disposer un réfrigérant sur le trajet des gaz résultant de la décomposition, entre la chambre d'explosion et l'endroit où se produit la rupture du contact électrique.
L'extinction de l'arc peut également être réalisée indi reotement au moyen d'un gaz qui est refoulé par un piston mû dans un cylindre par les gaz formés au cours de l'explosion.
Ce piston peut servir en même temps à écarter l'électrode mobi- le de l'électrode fixe et à réarmer le dispositif d'enclenche- ment.
La mise en place d'une{nouvelle charge peut évidemment être réalisée à la main. Mais il est également prévu, suivant l'in vention, de commander la mise en place d'une nouvelle charge par chaque explosion. Dans le cas où l'explosion provoque le déplacement d'une des électrodes,, la mise en place d'une nouvel- le charge peut être commandée par ce déplacement.
Dans le cas où l'explosion est provoquée par l'intermédiai- re d'un percuteur, celui-ci peut également être réarmé après avoir provoqué une explosion par le fait qu'il est solidaire d'un piston qui, sous l'effet de l'explosion, est déplaaé dans un sens tel qu'il provoque le réarmement du percuteur en vue de l'explosion suivante, le dit percuteur étant maintenu dans sa position réarmée par un cliquet.
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Suivant une forme de réalisation particulière, le dis- positif suivant l'invention peut 'être combiné avec un fusible dont l'arc éventuel est éteint immédiatement par les gaz de l'explosion.
Dans ce cas, la charge d'explosif susdite est allumée par un fusiblefondant sous faible intensité et dont la conne- xion avec le circuit à protéger est commandée par la fusion d'un fusible normal prévu dans le dit circuit.
Dans le cas d'application à un réseau polyphasé, on peut provoquer la mise hors circuit des différentes phases en s'arrangeant pour que l'explosion déclenchée par un dérange- ment sur l'une des phases provoque le déplacement d'un organe qui entraîne le déplacement d'organes semblables pré- vus pour chacune des phases, ce déplacement étant tel qu'il provoque la mise en circuit de tous les fusibles fondant sous faible intensité de courant.
L'invention est également relative à un dispositif de rupture électrique, dans lequel on souffle les aros qui se forment lors de la séparation de plus de deux électrodes mon- tées en série.
Dans le dispositif suivant l'invention, les électrodes sont disposées de façon que les arcs se forment dans un canal de soufflage commun.
L'invention a également comme objet un dispositif de rup- ture de courants polyphasés, dans lequel les arcs qui se forment lors de la séparation des électrodes sont éteints par soufflage.
Suivant l'invention, les électrodes sont disposées de façon que lors de leur séparation simultanée, les arcs écla- tant dans chaque phase se forment dans un canal de soufflage commun.
D'autres particularités et détailsde l'invention appa- raûtront au cours de la description des dessins annexés au
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présent mémoire et qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes de réalisation de l'invention.,
Figure 1 est une coupe à travers un dispositif suivant l'invention dans lequel les gaz résultant de l'explosion servent directement au soufflage de l'arc.
Figure 2 représente en perspective, après coupe axiale, les extrémités de deux électrodes dans des cavités desquelles la charge d'explosif peut être introduite.
Figure 3 représente en perspective, après coupe et brisure partielle, une autre forme de réalisation d'un dis- positif suivant l'invention.
Figure 4 est une vue en perspective d'une cartouche d'explosif employée dans la forme de réalisation représentée à la figure 3.
Figure 5 représente en perspective, après coupe et bri- sures partielles une nouvelle forme de réalisation d'un dis- positif suivant l'invention dans laquelle les gaz résultent de l'explosion servent également à écarter les électrodes et à provoquer la mise en place automatique d'une nouvelle charge.
Figure 6 représente un autre cas d'application d'un dis- positif suivant 1 invention.
Figure 7 représente une variante avantageuse de cette application.
Figure 8 est une coupe à travers une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention dans laquelle les gaz résultant de l'explosion agissent indirectement pour déplacer l'électrode mobile et soufflent l'arc qui éclate au cours de ce déplacement.
Figure 9 représente en perspective, après coupe axiale un dispositif suivant l'invention agissant en combinaison avec un fusible.
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Figure 10 représente en perspective, après coupe et brisures partielles, une variante du dispositif suivant la fig. 9.
Figure 11 représente en perspective, après coupe axiale, une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'in- vention combiné avec un fusible.
Figure 12 représente dans les mêmes conditions une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention combiné avec un fusible.
Figure 13 représente en perspective, l'application d'un dispositif suivant la figure 12 à un réseau triphasé.
Figure 14 est une coupe à travers un dispositif suivant
1 invention dans lequel la rupture de plusieurs arcs en série est réalisée dans un canal de soufflage carrunun.
Figure 15 est une coupe à travers un dispositif suivant l'invention appliqué à un réseau triphasé dans lequel les arcs résultant de la séparation simultanée des électrodes relatives aux trois phases sont éteints simultanément par un seul jet de gaz ou d' air.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
A la figure 1, on a représenté un dispositif suivant l'invention comportant une très faible charge d'explosif 2 contenue dans une chambre d'explosion 3. Les produits de décomposition de l'explosif peuvent s'échapper de la chambre 3 en passant par une tuyère de détente 4 qui guide ces pro- duits vers un canal 5 dans lequel un arc électrique éclate quand une électrode mobile 6 est écartée d'une électrode fixe 70
Les gaz résultant de la décomposition de la charge d'explosif 2 provoquent brusquement le soufflage de cet arc. Ils peuvent s'échapper librement dans l'atmosphère ou par l'intermédiaire d'un dispositif, généralement dénomné silencieux, ayant comme effet d'étouffer le bruit de l'explosion.
Malgré la température
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à laquelle ils sont formés, les gaz résultant de la décomposi- tion de l'explosif peuvent parfaitement éteindre l'arc parce qu'à cette température ils ne sont pas pratiquement ionisés.
Ils sont d'ailleurs refroidis avant leur action sur l'arc par suite de leur détente dans la tuyère 4. En outre, lorsque la puissance de l'arc à éteindre est élevée, on peut prévoir sur le trajet des gaz de décomposition de l'explosif, entre la chambre d'explosion 3 et le canal 5, un réfrigérant tel que 8 constitué par exemple par des cloisons froides et entre les- quelles les gaz à refroidir passent.
L'électrode mobile 6 peut être déplacée à la main ou par un moyen quelconque bieh connu en la matière.
Si la charge 2 doit se décomposer par suite d'une perous- sion, le percuteur peut également être armé ou déclenché à la main ou automatiquement.
A la figure 1, on a représenté un percuteur 9 maintenu dans la position armée par un cliquet 10 dont le bec 10a sert de butée à un rebord 9a du percuteur 9. Ce cliquet est constam- ment sollicité vers la position où il est représenté par un ressort 11. II peut être écarté du percuteur sous l'action d'un courant suffisamment intense passant dans un électro- aimant 12. Cet électro-aimant est par exemple intercalé dans le circuit dont font partie les électrodes 6 et 7 et qui sert à alimenter une installation représentée schématiquement en 18 par une source de courant représentée en 19. Une surintensité déterminée dans ce circuit provoque donc automatiquement l'ex- plosion de la charge d'explosif 2. L'électro-aimant 12 pourrait également être actionné par un oourant auxiliaire commandé par relais, à distance ou non .
Le percuteur 9 est solidaire d'un piston 13 contenu dans un cylindre 14 en communication/par une conduite 15 avec la. chambre d'explosion 3. Sous l'effet de l'explosion, le
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piston 13 est déplacé à l'encontre d'un ressort 16 destiné à assurer la percussion et cela dans une mesure telle que le rebord 9a du percuteur reprend la position où il est représen- té afin d'être réenclenché par le cliquet 10 en vue de l'ex- plosion suivante.
Après l'explosion d'une charge d'explosif 2 dans la chambre 3 qui se trouve en face de la tuyère de détente 4, on pourrait placer dans cette chambre une nouvelle charge d'ex- plosif, mais il est plus commode de prévoir une série de chambres d'explosion telles que 3 contenant chacune une charge d'explosif 2 et pouvant être amenées successivement entre la tuyère de détente 4 et le percuteur 9. Ces chambres d'ex- plosion 3 sont, par exemple, montées sur un support mobile commun 17 qui peut être déplacé à la main ou automatiquement.
Il sera décrit plus loin différents moyens permettant de provo- quer le déplacement automatique du support 17 après chaque explosion.
Au lieu d'être disposée de la façon représentée à la figure 1, la charge d'explosif 2 peut également être disposée entre deux électrodes dont l'écartement provoque un arc. La charge d'explosif 2 peut par exemple être placée dans une cavité 7a (fig. 2) ménagée dans l'électrode fixe 7'et dans une cavité 6a ménagée dans l'électrode mobi 6. Lorsque les deux électrodes 6 et 7 sont en contact, les cavités 6a et 7a sont en regard l'une de l'autre et contiennent la charge d'explosif 2.
Au moment de l'explosion, qui peut par exemple être provoquée par un percuteur 9 contenu dans l'électrode fixe 7, l'électrode mobile 6 est éloignée de l'électrode fixe 7 et l'arc, qui tend à éclater entre ces électrodes au moment de leur séparation, est empêché de se former par suite du dégagement des gaz résultant de**l'explosion qui a provoqué la dite séparation.
Une nouvelle charge d'explosif peut être introduite dans
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la cavité 6a pendant que l'électrode mobile 6 est écartée de
1'électrode fixe 7. A cet effet, la cavité 6a est pourvue d'un fond mobile 20 qui peut reculer aprèsl'explosion, de façon à découvrir une lumière latérale 6b ménagée dans l'élec- trode mobile 6, de sorte que lorsque cette électrode est écar- tée de l'électrode fixe 7, la dite lumière 6b soit en regard d'un magasin contigu 21 contenant les différentes charges d' explosif. Une nouvelle charge peut donc être poussée dans la cavité 6a et, après son introduction dans celle-ci,on peut ramener le fond mobile 20 dans une position pour laquelle la cavité 6a ne communique plus avec la lumière latérale 6b.
Ce fond peut être verrouillé dans cette position.
Avant que l'électrode mobil e 6 soit remise en contact avec l'électrode fixe 7, une partie de la nouvelle charge d'explosif contenue dans la cavité 6a est introduite dans la cavité en regard 7a.
A la figure 3, on a représenté les deux électrodes 6 et 7 séparées l'une de l'autre par une charge d'explosif 2. La distance entre les extrémités de ces électrodes est suffisante pour éviter le réamorçage de l'arc après son extinction. La charge d' explosif 2 est constituée par une cartouche dont une partie,par exemple l'âme 2a (fig. 4)est conductrice de l'électricité et comprend un fil fusible qui, en fondant, peut alluner l'explosif.
Lorsque la dite cartouche est intercalée entre ces élec- trodes, le fil fusible susdit connecte électriquement celles- ci.
Normalement, le courant est détourné en grande partie du fusible par l'intermédiaire d'un shunt 22 qui réunit les deux électrodes et est écarté de celles-ci quand on veut faire détonner la charge.
Les différentes charges d'explosif à employer successive¯ ment peuvent être contenues dans des logements 17a d'un plateau
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rotatif 17 qui correspond, en principe, au support mobile 17 dont il est question à la figure 1. Ce plateau est pourvu de canaux 17b aboutissant, d'une part dans les logements 17a contenant les charges d'explosif 2 et, d'autre part, à la périphérie de ce plateau. Pour faciliter le déplacement du plateau 17 et la mise en place entre les électrodes 6 et 7 des cartouches d'explosif qui font légèrement saillie par rapport à ce plateau, l'électrode mobile 6 peut être écartée de la position où elle est représentée sous l'action des gaz de l'explosion. Elle tend à être maintenue dans cette dernière position par un ressort 23.
Les gaz provoquant l'extinction de l'arc peuvent évidem- ment agir sur celui-ci dans différentes directions. On peut notamment prévoir d'amener ces gaz entre les électrodes par un conduit ménagé dans l'axe d'une de ces électrodes.. Un conduit de ce genre est par exemple représenté en 7b à la figure 5. Les chargea d'explosif soit contenues dans des logements 26a d'un rotatif 26 dont l'axe est perpendiculaire à ].taxe des électrodes et rencontre ce dernier. Les logements
26a au lieu d'être percés de part en part comme les logements 17a de la figure 3, sent disposés radialement à la périphérie du eli@@@@ 26. L'électrode fixe 7 se termine à son extrémité inférieure par une chambre 7d recouvrant la charge 2 qui se trouve en desseus d'elle.
Les gaz produits au cours de l'explosion agissent dono axialement et radialement sur l'arc qui éclate entre les électrodes 6 et 7 au'moment de leur séparation. Cette séparation est provoquée par ces gaz par le fait que ceux-ci sont obligés de s'échapper entre deux flasques 24 et 25 solidaires respectivement des électrodes 7 et 6.
Le déplacement de l'électrode mobile 6 sous l'effet des gaz sert également àcommander la mise en place d'une nouvelle charge d'explosif. A cet effet, l'électrode mobile 6
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entraîne un cliquet 27 engagé dans la. denture d'une roue à rochet 28 calé$ sur l'arbre 29 du disque 26. Cet entraînement est provoqué par l'intermédiaire d'un ressort 30. Celui-ci permet le déplacement de l'électrode mobile même si les réactions dues à l'explosion dans les paliers de l'arbre 29 sont trop élevées pour permettre la rotation facile de cet arbre.
L'électrode mobile 6 peut être maintenue écartée de l'é- lectrode fixe 7 par un cliquet 31 agissant sur un rebord 32.
Pour permettre à l'électrode mobile 6 de revenir en contact avec l'électrode fixe 7 sous l'action du ressort 23, le cli- quet 31 peut être écarté de sa position d'enclenchement, par exemple par le passage d'un courant dans un électro-aimant,33.
Pendant que l'électrode mobile 6 est calée le ressort 30 peut provoquer l'entrainement du disque 26, dès que les réactions dans les paliers de l'arbre 29 sont redevenues normales.
Au lieu d'utiliser une électrode mobile et une électrode fixe, on peut également utiliser, comme représenté à la figu- re 6, une électrode fixe 7 intercalée entre deux électrodes mobiles 6. Cette disposition tout en assurant la formation de deux aras en série lors de l'éoartement des deux électrodes mobiles, présente l'avantage d'équilibrer les efforts mécani- ques et par conséquent de permettre l'utilisation d'un bâti plus léger. L'électrode fixe 7 et 1 es deux électrodes mobiles sont de préférence disposées dans un canal de soufflage commun 5 afin que les deux arcs puissent être soufflés simultanément par une seule charge d'explosif.
L'écartement des électrodes peut être réalisé d'une façon quelconque et notamment sous le contrôle de l'explosion. Dans ce dernier c@s, la charge d' explosif 2 est avantageusement disposée dans l'électrode fixe 7 came représenté à la figure 7. Les produits de l'explosion sont conduits par des canaux 7f vers les deux électrodes mobiles 6.
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Au lieu d'agir directement sur l'arc, les gaz résultant de l'explosion peuvent agir directement sur cet arc. Ils peuvent, par exemple comme représenté à la figure 8, agir sur un piston 38 contenu dans un cylindre 39. Lorsqu'il est re- foulé par les gaz, ce piston 38 envoie l'air contenu dans le cylindre 39 dans une tuyère dé détente 4 aboutissant à un canal de soufflage 5. Le piston 38 est solidaire de l'électro- de mobile 6. Les gaz de l' explosion provoquent donc indirec- tement le déplacement de l'électrode mobile 6.
De préférence, le piston 38 n'est pas monté de manière étanohe dans le cylindre 39 de façon que les gaz de l'explosion qui peuvent ainsi passer autour de ce piston puissent contri- buer au soufflage de l'arc après savoir provoqué le déplace- ment de l'électrode mobile par l'intermédiaire d@@n piston.
Ce montage du piston présente également l'avantage d'éviter don blocage dans le cylindre par suite de son encrassement par les produits de l'explosion.
Le piston 38 entraîne également un doigt 40 pouvant pi- voter en 40a et sollicité par un ressort 41 dans le sens de la flèche Y. Ce doigt 40 tend constamment à s'engager dans des encoches 17g prévues dans le support mobile 17. Lorsque le piston 38 est refoulé sous l'action des gaz de l'explosion, le doigt 40 se dégage de l'encoche 17g dans laquelle il est engagé et vient s'engager dans l'encoche 17g suivante qui est séparée de la précédente d'une distance précisément égale à la course du piston 38. Lorsque le piston 38 et l'électrode 6 qui en est solidaire reviennent à la position représentée à la figure 6 sous l'action du ressort 23, le support 17 avance avec les charges d'explosif 2, de façon à mettre une nouvelle charge en place.
A la figure 9, on a représenté un dispositif suivant l'invention pouvant par'exemple agir en combinaison avec un fusible dans un circuit à haute tension et faible puissance.
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Ce dispositif comporte un peigne 42 relié en permanence à une des parties 43a du circuit à protéger. A ce peigne, est connec- té un fusible normal 44 connecté en 45 à l'autre partie 43b du circuit à protéger. En regard du peigne 42 est disposé un autre peigne 46 connecté à une des extrémités d'un fusible
47 fondant sous très faible intensité et situé au sein d'une charge d'explosif 2. L'autre extrémité de ce fusible 47 est connectée en permanence en 45 à la partie 43b du circuit.
L'ensemble des éléments 42, 44, 45 et 47 est disposé dans un tube 48.
La distance entre les peignes 42 et 46 est suffisamment réduite pour que lor sque le fusible normal 44 est fondu, une étincelle éclate entre le peigne 42 au potentiel de la partie
43a et le peigne 46 au potentiel de la partie 43b. Le courant qui passe dans le fusible 47, par suite de l'éclate- ment de cette étincelle est suffisant pour faire fondre ce fusible et provoquer l'allumage de la charge d'explosif 2.
A la figure 10, on a représenté une variante de ce dispo- sitif suivant laquelle la charge d' explosif 2 au sein de la- quelle se trouve le fusible 47 fait partie d'un bouchon amo- vible 49 obturant une des extrémités du tube 48. Ce bouohon est par exemple monté dans le tube 48 par un dispositif à baïonnette du genre de celui couramment utilisé pour la fixatioh de certaines lampes d'éclairage dans leur socket.
Le fusible 47 est connecté par un fil 50 à un contact 51 con- necté à la partie 43b du circuit et par un fil 52 à un contact 53 connecté au peigne 46.
A la figure 11, on a représenté une autre forme de réali- sation d'un dispositif suivant l'invention combiné avec un fusible, dans laquelle le fusible normal 44 est connecté à la partie 43a par l'intermédiaire d'un contact élastique 59.
Celui-ci est maintenu par le fusible 44 à une certaine distance d'un plot 60 connecté au fusible 47. lorsque le fusible normal
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44 fond, le contact élastique 59 est libéré et vient en con- tact avec le plot 60, ce qui a pour effet de faire fondre instantanément le fusible 47 et de faire exploser la charge 2.
A la figure 12, on a représenté un dispositif dans lequel le fusible normal 44 est connecté à la partie 43a du circuit à protéger par le peigne 46 et à l'autre partie 43b de ce cir- cuit par deux plots 54 et 55 reliés entre eux par un contact amovible 56 constitué par exemple par un couteau. Le peigne
46 est relié au plot/54/par une résistance 57 et à l'autre plot
55 par le fusible 47.
Si le plot 44 fond, l'étincelle qui éclate entre le s peignes 42 et 46donne lieu aupassage d'un cou- rant dans le fusible 47. Grâce à la résistance 57, ce courant peut être déterminé facilement pour qu'il fasse fondre le fusible 47 et déclenche l'explosion de la charge 2. Cette explosion provoque l'écartement du couteau 56 par le fait que les gaz résultant de l'éxplosion rencontrent une plaque 56a solidaire de ce couteau.
Le dispositif suivant la figure 12 convient particulière- ment pour couper le courant dans toutes les phases d'un réseau polyphasé dès qu'un dérangement survient sur l'une des phases seulement. A la figure 13, on a représenté l'application à un réseau triphasé. Les couteaux 56 sont solidaires les uns des pitres par le fait qu'ils sont portés par des bras 58 ca- lés sur un arbre 61 pouvant pivoter dans des paliers 62.
Quand un dérangement sur l'une des phases provoque une explosion de la façon qui a été expliquée au cours de la description de la figure 12, les couteaux 56 relatifs aux trois phases sont écartés simultanément des plots 54 et 55 correspondants. Dès lors, dans les phases où il ne s'est produit aucun dérangement, le fusible normal 44, la résistance 57 et le fusible fondant sous faible intensité 47 sont connec- tés en série. Le courant qui traverse ce dernier fusible
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est alors suffisait pour faire fondre celui-ci et toutes les phases sont ainsi mises hors-circuit.
La mise hors-circuit des différentes phases d'un réseau polyphasé peut évidement être effectuée d'une autre façon que celle qui vient d'être décrite.
A la figure 14, on a représenté deux électrodes fixes 7 et 7'. Une électrode mobile 6 est connectée en série avec ces deux électrodes fixes 7 et 7'. Elle est montée de façon à provoquer deux arcs/en série lorsqu'elle est éoartée des électrodes fixes. Ces deux arcs peuvent être éteints par soufflage, indépendamment l'un de l'autre, ou par un seul jet d'air ou de gaz envoyé dans un canal de soufflage commun 5.
De préférence, on effectue le soufflage par les gaz résultant d'une explosion.
A la figure 15, on a représenté trois électrodes fixes 7, 7' et 7" intercalées chacune dans une des phases d'un réseau triphasé. On a représenté en 6, 6' et 6" trois élec- trodes mobiles intercalées dans ces mêmes phases. Ces tro@s électrodes mobiles sont rendues solidaires l'une de l'autre de façon qu'on puisse les écarter simultanément des électrodes fixes 7, 7' et 7". Elles sont disposées dans un canal de souf- flage commun 5 permettant de souffler en série parun seul jet les trois ares formés au cours de cette séparation. Le souffla- ge est également effectué de préférence au moyen des gaz résul- tant d'une explosion.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposi- tion et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation sans sortir de la portée du présent brevet.
En principe,chaque fois qu'un arc peut se former on a intérêt à le souffler sous l'effet d'une explosion. Ainsi, par exemple, on peut avantageusement utiliser les gaz résultant d'une
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explosion pour souffler les arcs qui peuvent se tonner entre des plots reliés entre eux par des résistances et avec les- quels un curseur vient successivement en contact. Le dispo- sitif suivant l'invention est applicable quelle que soit la nature du courant et quelle que soitsa tension.
Les diffé- rentes opérations, telles que l'enclenchement ou le déclenche- ment dû dispositif, le soufflage et la désionisation de l'arc, le réenclenchement, du dispositif peuvent être effectuées seules ou en combinaison avec d'autres par suite de la libération des gaz provenant de l' explosion. Ces gaz peuvent agir directement ou par l'intermédiaire d'un fluide secondaire. La mise à feu de la charge d'explosif peut être effectuée, soit par le courant à interromptre luiême ou par une dérivation de ce courant, soit par un courant auxiliaire, soit par un moyen mécanique quelconque de percussion. La mise en place d'une nouvelle charge d'explosif peut être réalisée automatiquement ou être commandée à la main.
Il est évident également qu'on peut souffler l'arc non seulement avec les produits de l'explosion mais également avec des substances projetées par ces produits'et Capables d'amélio- rer les conditions d'extinction de l'arc. Ces substances peuvent être des substances inertes,solides ou liquides, mélan- gées à la charge d'explosif disposées autour de celle-ci.'
REVENDICATIONS.
EMI15.1
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1.- Dispositif de rupture électrique, c a r a c t é r i - s é en ce qu'il comporte une charge d'explosif dont les pro- duits de décomposition sont guidés de faon à souffler l'arc qui éclate entre les électrodes quand celles-ci sont séparées l'une de l' autre.
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"ELECTRICAL BREAKING DEVICE".
The present invention relates to a device the object of which is to extinguish the electric arc which bursts between two electrodes which feel separated from one another, and possibly to cause the separation of the electrodes.
It is known practice to extinguish the electric arc which bursts between two electrodes by blowing and deionizing the arc by means of a current of air. In this case, this air comes from a tank where it has been stored under pressure by a compressor. The installation required to extinguish the arc under these conditions is relatively bulky and expensive.
The object of the present invention is a much less bulky and inexpensive device making it possible to perform the extinction of the arc and possibly the prior separation of the electrodes with great safety.
To this end, in the device according to the invention, the energy necessary to extinguish the arc is stored
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in the form of potential energy in an explosive charge, the decomposition products of which are guided in such a way as to blow out the arc which bursts between the electrodes when they are separated from each other.
In the event that it is desired that the separation of the electrodes also be effected by the explosion, the decomposition products of the aforesaid explosive charge are further guided so as to cause the spacing of the electrodes *
The extinction of the arc can be carried out directly by the gases resulting from the decomposition of the explosive. In this case, if the power of the arc to be extinguished is high, it may be advantageous to place a refrigerant in the path of the gases resulting from the decomposition, between the explosion chamber and the place where the rupture of the gas occurs. electric contact.
The extinction of the arc can also be carried out indirectly by means of a gas which is forced back by a piston moved in a cylinder by the gases formed during the explosion.
This piston can be used at the same time to separate the movable electrode from the fixed electrode and to reset the interlocking device.
The introduction of a {new load can obviously be done by hand. But it is also provided, according to the invention, to order the installation of a new charge by each explosion. In the event that the explosion causes the displacement of one of the electrodes, the placement of a new charge can be controlled by this displacement.
In the event that the explosion is caused by the intermediary of a striker, this can also be reset after having caused an explosion by the fact that it is secured to a piston which, under the effect of explosion, is moved in a direction such that it causes the rearming of the striker for the next explosion, said striker being held in its reset position by a pawl.
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According to a particular embodiment, the device according to the invention can be combined with a fuse, the possible arc of which is extinguished immediately by the gases of the explosion.
In this case, the aforesaid explosive charge is ignited by a melting fuse under low intensity and the connection of which with the circuit to be protected is controlled by the blowing of a normal fuse provided in said circuit.
In the case of application to a polyphase network, the various phases can be switched off by arranging for the explosion triggered by a disturbance on one of the phases to cause the displacement of a component which causes the displacement of similar members provided for each of the phases, this displacement being such that it causes the switching on of all the fuses which melt at low current intensity.
The invention also relates to an electrical breaking device, in which the aros which form during the separation of more than two electrodes connected in series are blown.
In the device according to the invention, the electrodes are arranged so that the arcs form in a common blast channel.
The subject of the invention is also a device for breaking polyphase currents, in which the arcs which form during the separation of the electrodes are extinguished by blowing.
According to the invention, the electrodes are arranged so that during their simultaneous separation, the arcs flashing in each phase are formed in a common blowing channel.
Other features and details of the invention will become apparent from the description of the drawings appended hereto.
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present memory and which schematically represent, and by way of example only, some embodiments of the invention.
Figure 1 is a section through a device according to the invention in which the gases resulting from the explosion are used directly for blowing the arc.
Figure 2 shows in perspective, after axial section, the ends of two electrodes in cavities of which the explosive charge can be introduced.
Figure 3 shows in perspective, after cutting and partial breaking, another embodiment of a device according to the invention.
Figure 4 is a perspective view of an explosive cartridge employed in the embodiment shown in Figure 3.
Figure 5 shows in perspective, after section and partial breakage, a new embodiment of a device according to the invention in which the gases resulting from the explosion also serve to separate the electrodes and to cause the installation. automatic load.
Figure 6 shows another case of application of a device according to the invention.
FIG. 7 represents an advantageous variant of this application.
Figure 8 is a section through another embodiment of a device according to the invention in which the gases resulting from the explosion act indirectly to move the movable electrode and blow the arc which bursts during this movement.
Figure 9 shows in perspective, after axial section a device according to the invention acting in combination with a fuse.
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Figure 10 shows in perspective, after cutting and partial breaks, a variant of the device according to FIG. 9.
11 shows in perspective, after axial section, another embodiment of a device according to the invention combined with a fuse.
Figure 12 shows under the same conditions another embodiment of a device according to the invention combined with a fuse.
Figure 13 shows in perspective, the application of a device according to Figure 12 to a three-phase network.
Figure 14 is a section through a following device
1 invention in which the rupture of several arcs in series is carried out in a carrunun blowing channel.
Figure 15 is a section through a device according to the invention applied to a three-phase network in which the arcs resulting from the simultaneous separation of the electrodes relating to the three phases are extinguished simultaneously by a single jet of gas or air.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
In Figure 1, there is shown a device according to the invention comprising a very low explosive charge 2 contained in an explosion chamber 3. The decomposition products of the explosive can escape from the chamber 3 by passing by an expansion nozzle 4 which guides these products towards a channel 5 in which an electric arc breaks out when a movable electrode 6 is moved away from a fixed electrode 70
The gases resulting from the decomposition of the explosive charge 2 suddenly cause this arc to blow. They can escape freely into the atmosphere or through a device, generally referred to as a silencer, which has the effect of muffling the noise of the explosion.
Despite the temperature
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at which they are formed, the gases resulting from the decomposition of the explosive can extinguish the arc perfectly well because at this temperature they are not practically ionized.
They are also cooled before their action on the arc as a result of their expansion in the nozzle 4. In addition, when the power of the arc to be extinguished is high, it is possible to provide decomposition gases on the path. 'explosive, between the explosion chamber 3 and the channel 5, a refrigerant such as 8 consisting for example of cold partitions and between which the gases to be cooled pass.
The movable electrode 6 can be moved by hand or by any means well known in the art.
If the charge 2 is to decompose as a result of a percussion, the firing pin can also be cocked or triggered manually or automatically.
In FIG. 1, there is shown a striker 9 held in the armed position by a pawl 10, the nose 10a of which serves as a stop for a flange 9a of the striker 9. This pawl is constantly biased towards the position where it is represented by a spring 11. It can be moved away from the striker under the action of a sufficiently intense current passing through an electromagnet 12. This electromagnet is for example interposed in the circuit of which the electrodes 6 and 7 form part and which serves in supplying an installation shown schematically at 18 by a current source shown at 19. An overcurrent determined in this circuit therefore automatically causes the explosion of the explosive charge 2. The electromagnet 12 could also be actuated by an auxiliary current controlled by relay, remotely or not.
The striker 9 is integral with a piston 13 contained in a cylinder 14 in communication / via a pipe 15 with the. explosion chamber 3. Under the effect of the explosion, the
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piston 13 is moved against a spring 16 intended to ensure the percussion and this to an extent such that the flange 9a of the striker resumes the position in which it is represented in order to be re-engaged by the pawl 10 in view of the next explosion.
After the explosion of a charge of explosive 2 in chamber 3 which is located opposite the expansion nozzle 4, a new charge of explosive could be placed in this chamber, but it is more convenient to provide a series of explosion chambers such as 3 each containing an explosive charge 2 and which can be supplied successively between the expansion nozzle 4 and the striker 9. These explosion chambers 3 are, for example, mounted on a common movable support 17 which can be moved by hand or automatically.
Various means will be described below which make it possible to cause the automatic displacement of the support 17 after each explosion.
Instead of being arranged as shown in Figure 1, the explosive charge 2 can also be placed between two electrodes, the separation of which causes an arc. The explosive charge 2 can for example be placed in a cavity 7a (FIG. 2) formed in the fixed electrode 7 ′ and in a cavity 6a formed in the mobi electrode 6. When the two electrodes 6 and 7 are in contact. contact, the cavities 6a and 7a are opposite each other and contain the explosive charge 2.
At the moment of the explosion, which can for example be caused by a striker 9 contained in the fixed electrode 7, the mobile electrode 6 is moved away from the fixed electrode 7 and the arc, which tends to burst between these electrodes at the time of their separation, is prevented from forming as a result of the evolution of gases resulting from ** the explosion which caused said separation.
A new charge of explosive may be introduced into
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the cavity 6a while the movable electrode 6 is spaced apart from
The fixed electrode 7. For this purpose, the cavity 6a is provided with a movable bottom 20 which can move back after the explosion, so as to discover a lateral lumen 6b formed in the movable electrode 6, so that when this electrode is separated from the fixed electrode 7, the said lumen 6b is opposite an adjacent store 21 containing the various charges of explosive. A new load can therefore be pushed into the cavity 6a and, after its introduction into the latter, the movable bottom 20 can be brought back to a position for which the cavity 6a no longer communicates with the lateral lumen 6b.
This bottom can be locked in this position.
Before the mobile electrode 6 is brought back into contact with the fixed electrode 7, part of the new explosive charge contained in the cavity 6a is introduced into the facing cavity 7a.
In Figure 3, there is shown the two electrodes 6 and 7 separated from each other by an explosive charge 2. The distance between the ends of these electrodes is sufficient to prevent re-ignition of the arc after its extinction. The explosive charge 2 consists of a cartridge, part of which, for example the core 2a (FIG. 4), is electrically conductive and comprises a fusible wire which, by melting, can ignite the explosive.
When said cartridge is interposed between these electrodes, the aforesaid fusible wire electrically connects them.
Normally, the current is largely diverted from the fuse by means of a shunt 22 which joins the two electrodes and is separated from them when it is desired to detonate the charge.
The various explosive charges to be used successively can be contained in housings 17a of a plate
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rotary 17 which corresponds, in principle, to the movable support 17 in question in FIG. 1. This plate is provided with channels 17b terminating, on the one hand in the housings 17a containing the explosive charges 2 and, on the other hand share, on the outskirts of this plateau. To facilitate the movement of the plate 17 and the positioning between the electrodes 6 and 7 of the explosive cartridges which protrude slightly from this plate, the movable electrode 6 can be moved away from the position where it is shown under l action of the explosion gases. It tends to be held in the latter position by a spring 23.
The gases causing the arc to be extinguished can obviously act on it in different directions. Provision can in particular be made to bring these gases between the electrodes via a conduit formed in the axis of one of these electrodes. A conduit of this type is for example shown at 7b in FIG. 5. The explosive charges either contained in housings 26a of a rotary 26 whose axis is perpendicular to] .taxe of the electrodes and meets the latter. Housing
26a instead of being pierced right through like the housings 17a of FIG. 3, are disposed radially at the periphery of the eli @@@@ 26. The fixed electrode 7 ends at its lower end with a chamber 7d covering load 2 which is located below it.
The gases produced during the explosion act axially and radially on the arc which bursts between the electrodes 6 and 7 when they separate. This separation is caused by these gases by the fact that they are forced to escape between two flanges 24 and 25 integral with electrodes 7 and 6 respectively.
The displacement of the mobile electrode 6 under the effect of the gases also serves to control the placement of a new explosive charge. For this purpose, the movable electrode 6
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drives a pawl 27 engaged in the. toothing of a ratchet wheel 28 wedged on the shaft 29 of the disc 26. This drive is caused by means of a spring 30. This allows the movement of the mobile electrode even if the reactions due to the explosion in the bearings of the shaft 29 are too high to allow easy rotation of this shaft.
The mobile electrode 6 can be kept away from the fixed electrode 7 by a pawl 31 acting on a rim 32.
To allow the mobile electrode 6 to come back into contact with the fixed electrode 7 under the action of the spring 23, the pawl 31 can be moved away from its latching position, for example by the passage of a current. in an electromagnet, 33.
While the movable electrode 6 is wedged, the spring 30 can cause the drive of the disc 26, as soon as the reactions in the bearings of the shaft 29 have returned to normal.
Instead of using a movable electrode and a fixed electrode, it is also possible to use, as shown in FIG. 6, a fixed electrode 7 interposed between two movable electrodes 6. This arrangement while ensuring the formation of two aras in series during the separation of the two mobile electrodes, has the advantage of balancing the mechanical forces and consequently of allowing the use of a lighter frame. The fixed electrode 7 and the two movable electrodes are preferably arranged in a common blast channel 5 so that the two arcs can be blown simultaneously by a single charge of explosive.
The separation of the electrodes can be achieved in any way and in particular under the control of the explosion. In the latter c @ s, the charge of explosive 2 is advantageously placed in the fixed electrode 7 cam shown in FIG. 7. The products of the explosion are conducted through channels 7f towards the two mobile electrodes 6.
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Instead of acting directly on the arc, the gases resulting from the explosion can act directly on this arc. They can, for example as shown in FIG. 8, act on a piston 38 contained in a cylinder 39. When it is thrown back by the gases, this piston 38 sends the air contained in the cylinder 39 into a nozzle. expansion 4 resulting in a blowing channel 5. The piston 38 is integral with the mobile electrode 6. The gases of the explosion therefore indirectly cause the displacement of the mobile electrode 6.
Preferably, the piston 38 is not mounted in an ethanol manner in the cylinder 39 so that the gases of the explosion which can thus pass around this piston can contribute to the blowing of the arc after knowing caused the displacement. - ment of the mobile electrode by means of a piston.
This mounting of the piston also has the advantage of avoiding jamming in the cylinder as a result of its fouling by the products of the explosion.
The piston 38 also drives a finger 40 capable of pivoting at 40a and biased by a spring 41 in the direction of arrow Y. This finger 40 constantly tends to engage in notches 17g provided in the mobile support 17. When the piston 38 is pushed back under the action of the gases of the explosion, the finger 40 is released from the notch 17g in which it is engaged and engages in the following notch 17g which is separated from the previous one by a distance precisely equal to the stroke of the piston 38. When the piston 38 and the electrode 6 which is integral with it return to the position shown in FIG. 6 under the action of the spring 23, the support 17 advances with the explosive charges 2, so as to put a new load in place.
In Figure 9, there is shown a device according to the invention can for example act in combination with a fuse in a high voltage and low power circuit.
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This device comprises a comb 42 permanently connected to one of the parts 43a of the circuit to be protected. To this comb, is connected a normal fuse 44 connected at 45 to the other part 43b of the circuit to be protected. Opposite the comb 42 is placed another comb 46 connected to one end of a fuse
47 melting at very low intensity and located within an explosive charge 2. The other end of this fuse 47 is permanently connected at 45 to part 43b of the circuit.
All of the elements 42, 44, 45 and 47 are arranged in a tube 48.
The distance between the combs 42 and 46 is sufficiently reduced so that when the normal fuse 44 is blown, a spark bursts between the comb 42 at the potential of the part.
43a and the comb 46 to the potential of the part 43b. The current which passes through fuse 47, as a result of the bursting of this spark, is sufficient to melt this fuse and cause the ignition of the explosive charge 2.
In FIG. 10, there is shown a variant of this device according to which the charge of explosive 2 within which the fuse 47 is located forms part of a removable plug 49 closing off one of the ends of the tube. 48. This plug is for example mounted in the tube 48 by a bayonet device of the type commonly used for fixing certain lighting lamps in their socket.
The fuse 47 is connected by a wire 50 to a contact 51 connected to part 43b of the circuit and by a wire 52 to a contact 53 connected to the comb 46.
In Figure 11, there is shown another embodiment of a device according to the invention combined with a fuse, in which the normal fuse 44 is connected to the part 43a by means of an elastic contact 59 .
This is maintained by the fuse 44 at a certain distance from a pad 60 connected to the fuse 47. when the normal fuse
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44 melts, the elastic contact 59 is released and comes into contact with the pad 60, which has the effect of instantly melting the fuse 47 and causing the charge 2 to explode.
In FIG. 12, there is shown a device in which the normal fuse 44 is connected to part 43a of the circuit to be protected by the comb 46 and to the other part 43b of this circuit by two pads 54 and 55 connected between them by a removable contact 56 constituted for example by a knife. The comb
46 is connected to the pad / 54 / by a resistor 57 and to the other pad
55 by fuse 47.
If the stud 44 melts, the spark which bursts between the combs 42 and 46 gives rise to the passage of a current in the fuse 47. Thanks to the resistor 57, this current can be easily determined so that it melts the fuse 47 and triggers the explosion of the charge 2. This explosion causes the knife 56 to move apart by the fact that the gases resulting from the explosion meet a plate 56a integral with this knife.
The device according to figure 12 is particularly suitable for cutting the current in all the phases of a polyphase network as soon as a fault occurs on only one of the phases. In FIG. 13, the application to a three-phase network has been shown. The knives 56 are integral with each other by the fact that they are carried by arms 58 mounted on a shaft 61 which can pivot in bearings 62.
When a disturbance on one of the phases causes an explosion in the manner which has been explained during the description of FIG. 12, the knives 56 relating to the three phases are simultaneously separated from the corresponding pads 54 and 55. Therefore, in the phases where no fault has occurred, the normal fuse 44, the resistor 57 and the low-current melting fuse 47 are connected in series. The current flowing through this last fuse
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is then sufficient to melt it and all the phases are thus switched off.
The switching off of the various phases of a polyphase network can obviously be carried out in a way other than that which has just been described.
In FIG. 14, two fixed electrodes 7 and 7 'have been shown. A mobile electrode 6 is connected in series with these two fixed electrodes 7 and 7 '. It is mounted so as to cause two arcs / in series when away from the fixed electrodes. These two arcs can be extinguished by blowing, independently of each other, or by a single jet of air or gas sent into a common blowing channel 5.
Preferably, the blowing is carried out by the gases resulting from an explosion.
In FIG. 15, three fixed electrodes 7, 7 'and 7 "have been shown, each interposed in one of the phases of a three-phase network. At 6, 6' and 6", three mobile electrodes have been shown interposed in these same ones. phases. These three mobile electrodes are made integral with one another so that they can be separated simultaneously from the fixed electrodes 7, 7 'and 7 ". They are arranged in a common blowing channel 5 making it possible to the three ares formed during this separation are blown in series with a single jet .. The blowing is also preferably carried out by means of the gases resulting from an explosion.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments shown and that many modifications can be made in the form, the arrangement and the constitution of some of the elements involved in its realization without going beyond the scope. of this patent.
In principle, each time an arc can form it is in the interest of blowing it under the effect of an explosion. Thus, for example, one can advantageously use the gases resulting from a
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explosion to blow out the arcs which can thunder between blocks linked together by resistors and with which a cursor comes in successive contact. The device according to the invention is applicable whatever the nature of the current and whatever its voltage.
The various operations, such as switching on or off of the device, blowing and deionizing the arc, reclosing, of the device can be carried out alone or in combination with others following the release. gases from the explosion. These gases can act directly or through a secondary fluid. The firing of the explosive charge can be effected either by the current to be interrupted itself or by a bypass of this current, or by an auxiliary current, or by any mechanical percussion means. The placement of a new explosive charge can be carried out automatically or be controlled by hand.
It is also evident that the arc can be blown not only with the products of the explosion but also with substances projected by these products and capable of improving the conditions of extinction of the arc. These substances can be inert substances, solid or liquid, mixed with the explosive charge disposed around it.
CLAIMS.
EMI15.1
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1.- Electric rupture device, characterized in that it comprises an explosive charge, the decomposition products of which are guided in such a way as to blow out the arc which bursts between the electrodes when they are are separate from each other.