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"Dispositif de soufflage de l'arc électrique"
L'objet d'invention est un nouveau dispositif de soufflage de l'arc électrique dans les appareils à haut pouvoir de coupure et pour les tensions moyennes, plus spéciale-. ment 220 à 3 000 volts.
La nouvelle conception de ce dispositif permet de réaliser, avec l'emploi des aimants permanents exécutés suivant l'objet d'invention en forme de tores aimantés radialement, des chambres d'extinction simples et de dimensions réduites, vu que l'arc électrique s'établissant entre les contacts logés dans un tube de préférence rectangulaire est obligé, par suite des champs magnétiques de sens opposés entre les tores susmention- nés, de s'étendre en forme de zig-zag en étant en même temps
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projeté contre les parois ou plaques refroidissantes et déionisantes accélérant son extinction.
Au lieu d'intervenir énergiquement avec les moyens techniques déjà connus pour diminuer la section du noyau de l'arc et augmenter le plus rapidement possible sa tension, le dispositif suivant l'objet d'invention, vise en premier , lieu l'augmentation rapide de sa longueur dans un espace très réduit. Le risque. de surtensions, surtout en cas de coupure des circuits inductifs, est ainsi sensiblement réduit.
En dehors de cela, l'emploi des aimants permanents assure un champ de soufflage constant aussi en cas de coupure des courants faibles, ce qui est avantageux en cas de coupure des tensions :;; 500 V ou de courant continu. Les techniciens modernes ont réussi à réaliser des aimants permanents dont l'intensité de champ dans l'entrefer ne diminue pas de plus de 5 % environ en vingt ans. Leurs hautes performances assurent, même dans les entrefers relativement grands, des champs ; magnétiques supérieurs à 150 gauss. En dehors de cela, certaine alliages magnétiques sont insensibles aux courants démagnétisants..
Les figures !, à 12 représentent schématiquement et à titre d'exemples quelques réalisations du nouveau dispositif"'-: de soufflage de l'arc.
La figure 1 est la coupe longitudinale suivant le plan A-B de la figure 2, la figure 2 est une vue de coté suivant la flèche A (figure 1) sur la chambre d'extinction, la figure 3 est uns vue en plan de l'appareil, suivant la flèche
C dans la figure 1, figure 4 représente une variante de la chambre d'expansion et de refroidissement de l'arc dévié par le champ magnétique des aimants permanents A-P symétriquement opposés, la figure 5 représente une variante d'exécution de la chambre d'expansion représentée dans la figure 4 mais munie de plaques déionisantes et refroidissantes représentées dans
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la figure 6, la figure 7 est une vue schématique sur un appareil triphasé muni de chambres de soufflage avec double rupture,
la figure 7A représente schématiquement une autre variante d'exécution de la chambre de soufflage en forme de tore.
L'appareil suivant la figure 1 se compose d'un tube de préférence rectangulaire, dans lequel se déplace le contact 1 en forme de segment et s'appuie sur le contact fixe et élastique 2.
En cas de double coupure, la chambre d'extinction est divisée par l'entretoise 5 (figure 3) en deux compartiments électriques isolés et parallèles I et II. Les contacts mobiles 1 et 1A sont électriquement liés.
Autour de ladite chambre 9 sont symétriquement opposés au moins une paire d'aimants permanents APl, AP2 (respectivement AP3, AP4, etc. ).
Les aimants susmentionnés sont exécutés, suivant l'objet d'invention, comme aimants possédant la forme d'un tore aimanté radialement. Par suite, et comme il résulte des figures 1 et 2, chaque paire d'aimants crée ,dans la chambre de soufflage 9, deux champs magnétiques de sens opposés Fl et F2 et une zone neutre n délimitée par les plans Kl et K2.
L'arc électrique s'établissant entre les points d'émission P1 et P2 (figure 1) des contacts ouverts est obligé de suivre la trajectoire E, sensiblement en forme de donc zig-zeg er,/de se prolonger dans un espace tubulaire et relati- vement réduit.
En dehors de cela, l'arc est projeté par les champs magnétiques susmentionnés contre les parois de la chambre munies, soit de plaques métalliques 7, soit de segments facilement interchangeables en charbon résistant aux tempéra- tures très élevées.
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Suivant une variante d'exécution, les plaques susmention- nées sont remplacées par des capsules creuses 7 (figure 4) munies des orifices 8 dans lesquels passe le contact mobile 1.
Ainsi, une chambre d'expansion et en même temps de refroidissement de l'arc 10 est constituée dans laquelle l'arc E est obligé de suivre la trajectoire sensiblement en forme de Set d'angmenter sa longueur et venir en contact avec ses parois refroidissantes.
Il est aussi possible d'exécuter la capsule 7 en matière céramique et d'y loger les segments 15,16, soit métalliques non magnétiques (de préférence en cadmium), soit en charbon.
La chambre d'extinction 9 est exécutée de préférence en matière céramique, en forme de gouttière de profil rectangu- laire fermée par un couvercle 6. En cas de double rupture, une double gouttière I, II, (figure 3) est prévue et recouverte. par les parois 6 et 6' symétriquement opposées.
Les figures 5 et 6 représentent une autre variante d'exécution de la chambre de soufflage. Les capsules d'expansion ? sont remplacées par les plaques 12 (figure 6) munies d'une double fente 13 se rétrécissant dans les sens symétriquement opposés et dans lesquelles se déplace le contact mobile 1, de telle manière que l'arc électrique y puisse osciller, soit dans le sens Ul, soit dans le sens U2. Les plaques 12 sont symétriques par rapport au plan de symétrie 0 - 0'.du contact plat 1. Elles peuvent être exécutées soit en matière céramique, soit en métal non magnétique ou, suivant l'objet d'invention, en charbon à résistance ohmique élevée. Les orifices 19,20 servent en premier lieu à l'équilibrage de la pression des gaz chauds dans la chambre 9.
Le champ magnétique le plus puissant est établi, comme on l'observe de la figure 5, au voisinage des contacts 1, 2.
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La chambre 9, en forme de segment tubulaire peut se terminer par un couvercle 21. Cependant, il est préférable de la concevoir, pour les tensions élevées, de telle manière que le contact 1 reste électriquement isolé aussi dans sa position ouverte, comme il résulte des figures 1 et 5.
Pour les tensions basses (220/380 V), une seule paire d'aimants permanents AP (figure 1) est suffisante ainsi qu'une longueur de segment réduite à moins de /2r (figure 1).
-La chambre se termine par un couvercle (plan U) muni d'une rainure pour permettre le passage du contact 1.
Par contre, pour lès tensions élevées, surtout pour le courant continu, une rupture multiple peut être obtenue en disposant les deux segments 9 et 9A de longueur r symétrique- ment autour du plan M-N, comme il résulte schématiquement de la figure ?A.
La figure 7 représente schématiquement un disjoncteur ou contacteur tripolaire avec double coupure suivant la figure 3. On y observe que l'aimant AP' entre les pales 91, 911 et 9II-9III, aimanté radialement, accomplit avantageusement le rôle de deux aimants nécessaires pour l'appareil monopolaire.
Les champs magnétiques Hl et H2 sont représentés par les flèches.
Les figures lA, 1B représentent le dispositif de contact et de soufflage de l'arc électrique simplifié et destiné plus spécialement pour les tensions jusqu'à 500 volts et intensités nominales jusqu'à 150 ampères. Afmn d'augmenter la surface de refroidissement des contacts et permettre ainsi la réduction sensible de leur largeur, le contact dit mobile est exécuté en forme d'un segment plat 14 muni d'une découpure 14' pour permettre son passage dans la chambre 9 fermée par le couvercle 23 de préférence métallique ou en charbon avec la rainure 23'.
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Dans la variante d'exécution suivant les figures 1B, la chambre 9 est munie de segments cylindriques en métal non magnétique ou en charbon ?A, 7D, disposés autour des rainures 21, 22 servant pour l'échappement d.es gaz chauds.
La figure 8 représente schématiquement une nouvelle combinaison des contacts de soufflage de l'arc 1, 2 avec les contacts principaux 34, 35, destinés aux intensités élevées.
Suivant une varisnte d'exécution, les contacts mobiles princi- paux 25 constituent une partie intégrante des segments de refroidissement 14 et s'appuient sur les contacts fixes 34, Cependant, il est possible de prolonger le segment 14 par un nez 26 se terminant par le contact 27 s'appuyant sur le contact fixe 35. Or, dans cette exécution, le segment 14, contact de soufflage l'et contact principal 27 poss0dentla forme d'un E.
La figure 9 représente une variante d'exécution de la chambre de soufflage décrite dans la figure 1B. Suivant cette variante d'exécution, les deux moitiés 9A, 9B de la chambre de soufflage sont munies des orifices 29 circulaires, dans lesquels sont logés les tores magnétiques AP1, AP2 exécutés en ferrites électriquement isolantes. La suspension desdits tores dans la chambre de soufflage peut être exécutée suivant l'objet d'invention comme il suit : deux disques 30, métalli- ques mais non magnétiques (ou en charbon) solidaires des tiges de préférence isolantes 31 passant à travers les orifices.
39 des tores magnétiques AP1, AP2 sont fixés sur les parois extérieures de la chambre 9A, 9B par l'intermédiaire des étriers élastiques 33.
Enfin, les figures 10- 12 représentent schématiquement une simplification du dispositif de soufflage suivant les principes décrits ci-dessus, ce dispositif simplifié étant constitué uniquement de deux tores AP1, AP2 formant les tuyères 28 circulaires autour de la vité 10 destinée au soufflage
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de l'arc.
Le contact mobile 1 peintre entre les tores APl, AP2 dont les orifices sont bouchés par les tiges de fixation et non représentés dans les figures, par la rainure 41. Les tores sont distancés, toujours suivant l'objet d'invention, par les entretoises de préférence métalliques 39, 40, subdivisant ainsi les fentes entre les tores en plusieurs tuyères et par suite aussi l'arc électrique ou gaz chauds pouvant s'échapper éventuellem ent dans une direction déterminée et suivant les flèches U. La figure 12A est la section des tores AP suivant le plan AB, figure 10, la figure 12B est vue sur les deux tores suivant la flèche F, figure 11 est vue de côté, suivent la flèche F1.