CA1256919A - Interrupteur electrique a ecran - Google Patents

Abstract

DE DIVULGATION Interrupteur électrique dans lequel un écran est interposé très rapidement entre deux contacts au moment de leur séparation. L'énergie de l'arc apparaissant entre les contacts dans un espace entouré par un étui mobile isolant, est utilisée pour échauffer des gaz, dont la pression déplace rapidement cet étui, de façon que l'arc passant par une ouverture de celui-ci soit cisaillé entre l'étui et le boîtier. De tels interrupteurs sont avantageusement utilisés dans les appareils de protection réagissant à une augmentation anormale du courant circulant dans un circuit où ils sont placés en série, et dans les interrupteurs où le courant nominal est élevé.

Description

~ 25~

L'invention concerne un interrupteur électrique dans lequel llarc apparaissant entre deux contacts mobiles l'un par rapport à l'autre dans une chambre, est cisaillé entre deux parois isolantes dont l'un~ appartient à un écran isolant qui s'inter-cale rapidement entre ces deux contacts en établissant entre eux un isolement total.

De tels interrupteurs, qui peuvent être avantageusement utili-sés dans les appareils de protection à ouverture automatique ou 10 déclenchée, sont décrits par exemple dans la demande de brevet Canadien No 446,~97 qui a été déposée le 31 Janvierl984 par la Demanderesse. Ces interrupteurs peuvent egalement être utili-sés dans les appareils de coupure qui sont traversés par un courant nominal important.

Dans certains de ces interrupteurs connus où le mouvement de l'écran est provoqué par la libération de l'énergie accumulée dans un ressort au moment de l'ouverture des contacts, on peut être amené à souhalter que la vitesse de déplacement de l'écran 20 soit une fonction croissante de l'intensité du courant pour éviter une croissance rapide de celui-ci. Par ailleurs, il est fréquemment souhaité d'utiliser une énergie de déplacement ne nécessitant pas un armement ou un réarmement mécaniques après une ouverture automatique.

Dans d'autres interrupteurs à écran, où le mouvement de ce dernier est provoqué par un percuteur électromagnétique alimen-5L;~5~

té par le courant traversant l'interrupte-tr, la vltesse commu-niquee à l'écran, bien qu'étant dans une certaine mesure une Eonction croissante du courant qui traverse la bobine magnéti-que, ne peut dépasser un certain seuil en raison de l'appari-tion de phénomènes de saturation magnétique.

On pourraitr dans ces deux types d'appareils connus, augmenter la vitesse de l'écran en augmentant l'énergie potentielle d'un ressort propulseur préalablement armé qui serait libéré, soit 10 par le déplacement des contacts, soit par un dispositif déclen-cheur à bobine magnétique ; une telle mesure nécessiterait toutefois la mise en oeuvre d'un système de réarmement plus onéreux et plus délicat, en raison de l'amplitude des forces qui devraient être mises en jeu et de l'usure des organes mécaniques qui les contrôlent.

Dans tous les cas, il est souhaitable de maintenir pendant un certain temps, dans une chambre d'arc d'interrupteur, une pres-sion aussi élevée que possible pour bénéficier des effets favo-20 rables de celle-ci sur la tension d'arc.

L'invention se propose d'améliorer le fonctionnement et l'isolement final d'un interrupteur à écran en maintenant dans la chambre d'arc, après l'ouverture des contacts et pendant un certain temps, une pression aussi élevée que possible, sans provoquer un risque de détérioration des pièces de cette cham~
bre et en utilisant pour propulser l'écran une énergie qui, ~25~

d'une part, ne soit pas limitée lorsque le courant dépasse un certain seuil et qui, d'autre part, augmente constamment si cet arc n'est pas rapidement éteint.

Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que l'écran mobile comporte dans sa paroi une ouverture, à travers laquelle passe le contact mobile en position de fermeture, et se trouve mécaniquement relie à une pièce isolante délimitant, avec le boïtier, un espa~e de volume variable dans lequel est 10 placé le contact fixe, de façon que la pression des ga2 provo-quée par l'énergie de l'arc au moment de la séparation des contacts exerce sur la pièce isolallte une force qui provoque le déplacement de l'écran vers une position où l'arc est cisaillé
dans cette ouverture et contre une surface isolante placée en regard lorsque le contact mobile ne traverse plus l'ouverture.

On connaît déjà, par exemple par le brevet US~ No 2 116 673, un interrupteur dans lequel une enveloppe isolante mobile coullsse autour d'une portion isolante fixe contenant deux pièces de 20 contact fixes qui peuvent être reliées entre elles par une troisième pièce de contact mobile solidaire de l'étui, de façon que l'augmentation de pression due à l'arc et apparaissant lors de l'ouverture tende à chasser l'enveloppe en accélerant le mouvement de cette troisième pièce. Dans cet interrupteur, qui n'est pas destiné à être utilisé comme appareil de sécurité et où aucune précaution n'est prise pour établir un isolement de qualité entre les bornes de l'interruplceur après son ouverture, ~s~

aucun écran ne vient diviser la chambre d'arc en deux volumes étanches l'un par rapport à l'autre, tandis que le mouvement initial de l'enveloppe isolante, donc la vitesse d'ouverture initiale, ne résultent pas de l'apparition de l'arc, mais de l'application d'une force sur cette enveloppe.

L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description ci-dessous.

10 Au dessin annexé -La figure 1 représente un premier mode de réalisation del'interrupteur, dans une vue en élévation coupée par un plan PP' parallèle à la direction de déplacement de l'écran.

La figure 2 est une vue de côté de la figure 1, coupée par un plan QQ'.

La figure 4 représente un second mode de réalisation de l'interrupteur, dans une vue en élévation coupée par un plan PP' parallèle à la direction de déplacement de l'écran.

La figure 3 est une vue de côté de la figure 4 coupée par un plan RR'.

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La figure 5 représente, en coupe et de façon schémati-~ue, un interrupteur tel que celui de la figure l ou 4, dans lequel sont utilisés des organes annexes.

La figure 6 illustre de façon schématique un appareil de coupure utilisant plusieurs interrupteurs.

La figure 7 représente en coupe un détail de la ~one de contact de l'interrupteur.

Les figures 8 et 9 représentent en coupe des interrup-teurs où sont mis en oeuvre des moyens magnétiques aptes à communiquer une vitesse initiale à des écrans en forme d'étuis.

Les figures lO et ll illustrent, respectivement en coupe longitudinale et en perspective partiellement arrachée, un mode de réalisation particulier de l'étui.

La figure 12 représente un appareil interrupteur où à
chacun de deux contacts mobiles peut être assignée une fonction d'ouverture particulière avec un seul et même étui.

Les figures 13 et 14 représentent, en coupe transversale par l~ plan TT' et re~pectivement en coupe longitudinale ~5~

par le plan brisé QQI, un appareil interrupteur à double coupure avec deux étuis parallèles.

La Eigure 15 représente en coupe longitudinale un appa-reil interrupteur à double coupure utilisant deux étuis coaxiaux.

Les figures 16 et 17 représentent en coupe longitudinale deux appareils interrupteurs dans lesquels un écran isolant apte à cisailler l'arc est actionné à l'aide d'un piston déplace par la dilatation des gaz consécuti-ve à une ouverture.

Llappareil interrupteur 1, visible à la figure 1, comporte un boîtier isolant 2 dans la partie supérieure duquel est placé un logement cylindrique 3 d'axe XX' qui est terminé dlun premier côté par une cloison 4 et du second côté opposé par un fond 5 portant un prolongement ou portion cylindrique 6 de moindre diamètre qui est coaxial à XX' et qui slétend axialement sur 20 une fraction de la longueur du logement.

Un étui en matière isolante 7 comportant un fond 8 et une jupe cylindrique 9, possède une surface interne 12 qui coulisse avec un faible jeu sur la surface 6' de la portion 6 ; la longueur de cet étui est telle que, lorsque llextrémité 13 de la jupe slappuie sur le fond 5, par exemple sous l'action d'un faible ressort de rappel 14 disposé entre lui et la paroi 4, une ~2S~9~5~

certaine distance "d" subsiste entre la face frorltale 15 et cette paroi.

Dans la position de repos I de l'appareil illustrée sur la figure 1, une ouverture 10 placée dans la jupe 9 debouche dans un espace 16 qui se trouve entre le fond 8 et une face frontale 17 de la portion 6. Un orifice 11 percé dans la jupe 9, par exemple dans une zone diamétralement opposée, se trouve placé, en position de repos, en regard de la surface cylindri~ue 10 externe 6' de la portion 6.

Une pièce conductrice 18 qui traverse longitudinalement la portion 6, présente à une première extrémité 19 une borne de raccordement 20 pour un circuit éle~trique et, à une seconde extrémité opposée 21, une pièce de contact ~ixe 22 qui se trou-ve placée dans l'espace 16 en regard de l'ouverture 10.

Dans une cavité 23 du boltier, placée au voisinage du logement 3 et communiquant avec celui-ci par un passage 24 qui est situé
20 en regard de l'ouverture 10, pour la position de repos, est disposée une pièce de contact mobile 25.

Cette pièce a, par exemple, la orme d'un levier 26 qui oscille à une première extrémité 27 sur un pivot 28 fixé dans le bo}tier et qui présente à une secvnde extrémité opposée 29 un contact mobile 30 qui traverse le passage et l'ouverture pour s'appuyer, sous l'effet d'un ressort 31, contre le contact :Eixe 22 : voir aussi figure 2.

Dans le mode de réalisation illustre sur la figure 1, où
l~appareil interrupteur est utilisé comme disjoncteur, une tresse souple et conductrice 32 relie la pièce mobile 25 à un dispositif magnétique 33, sensible à une surintensité cle valeur déterminée, qui est lui-meme relié à une première extrémité 34 de conducteur 35, dont une seconde extrémité opposée 36 consti-10 tue une seconde borne 37 de l'appareil : voir aussi Eigure 2.

Ce dispositif magnétique 33 comporte par exemple une hobine 33' représentée schématiquement et un poussoir 38, qui est placé en regard d'un talon 39 du levier 26 de fa~on à appliquer à celui-ci un couple de sens anti-horaire supérieur à celui du ressort 31 lorsqu'apparaît une surintensité du courant passant de la borne 20 à la borne 37. Le poussoir 38 peut lui-même être lié à
une armature, palette ou noyau associé à la bobine, ou bien etre une pièce d'un mécanisme élastique dont l'énergie est 20 libérée par llaction de la bobine sur un verrou.

Un évent 43 reliant le logement 3 à l'atmosphère se trouve placé en regard de l'orifice 11 lorsque l'étui arrive dans une position intermédiaire entre la position de repos et la posi tion active ~, de sorte que l'espace interne 16, dont le volume a alors augmenté, se trouve alors relié à cette atmosphère.

-- 8 ~

Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, où l'appa-reil interrupteur est utilisé comme limiteur de courant de court-circuit et où les pieces ayant meme fonction portent les memes numeros de référence, une pièce maynétisable fixe en forme de U, 40, présente deux branches 41r 42 qui entourent latéralement le levier 26 : voir aussi figure 4 ; cette pièce exerce sur le levier, lorsque celui-ci est parcouru par un courant très intense, des forces F qui, en coopération avec des forces électrodynamiques qui slexercent entre le conducteur 18 10 et le levier 26, font basculer celui-ci dans le sens anti-horaire.

Le mode de fonctionnement des interrupteurs des deux types d'appareils est identique et comporte deux phases successives :
lors de l'apparition dlune surintensité, consécutive à la présence d'un défaut sur la ligne qui comprend l'appareil en série, le contact mobile 30 est d'abord séparé du contact fixe 22 sur lequel il s'appuie, soit par les orces F, soit par le poussoir 38.

Au cours de ce mouvement qui est très rapide, le contact 30 quitte l'ouverture 10 et l'arc, apparaissant entre les contacts des que ceux-ci se séparent, provoque notamment une augmenta-tion très rapide de la pression dans l'espace 16 qui déplace très rapidement l'étui vers la gauche de la figure 1 ou 4.

~5~9 En raison de l'existence d'un jeu très faible entre le logement 3 et la surface externe de l'étui, l'arc qui traverse l'ouver-ture 10 et est légèrement allongé par le mouvement de celle~ci, subit ensuite un cisaillement par le passage de cette ouverture sur la surface 3' de la région isolante 44 voisine du passage 24 du logement 3.

L'étui continuant son trajet vers la gauche, l'orifice 11, qui à ce moment là, a quitté la portion 6, vient s'aligner avec 10 l'évent 43, de sorte que les gaz sous pression s'échappent à
l'atmosphère. Un évent 46' peut également relier la chambre ou cavité 23 à l'atmosphère.

Lorsqu'un levier de contact tel que 51 appartenant à un appa-reil tel que décri~ précédemment atteint, après ouverture, une position illustrée sur la figure 5, un verrou 52 vient coopérer élastiquement avec un prolongement 51' de ce dernier, grâce à
un ressort 53, pour le maintenir dans une position de déclen-chement éloignée de l'étui, figurée en pointillés. Cette posi-20 tion pourra être modifiée ultérieurement par une action, parexemple manuelle, sur un poussoir 54 de ce verrou, de fa~on à
remettre l'interrupteur dans son état de fermeture.

Dans les modes de réalisation présentés, en raison du recou-vrement que la jupe 9 effectue sur la surface externe de la portion 6 et du fait que le conducteur 18 circule à l'intérieur de celle-ci, l'arc ne peut trouver un chemin pour établir un $~56~

réarmorçage entre les deux contacts et un isolement total est, non seulement immédiatement établi, mais encore maintenu entre eu~ après l'ouverture.

Après interruption, un rétablissement du circuit peut être obtenu, soit en écartant le contact 30 d'un bec 45 de la jupe 9 avec lequel il coopérait pour la position A (à l'aide de pre-miers moyens non représentés) et, dans ce cas, l'étui est repoussé vers la droite par le ressort 14 pour permettre un 10 nouveau passage du contact mobile 30 à travers l'ouverture 10, soit encore en exerçant vers la droite (à l'aide de seconds moyens non représentés) une force sur l'étui pour faire échap-per le contact 30 au bec 45.

La vitesse élevée de déplacement de l'étui, qui est nécessaire pour obtenir une bonne qualité de la coupure, peut provoquer une détérioration du boltier par percussion de celui-ci sur la paroi 4. Il sera donc éventuellement nécessaire de prendre des mesures, soit pour amortir son mouvement en fin de course sans 20 rebondissement, soit pour diminuer la pression moyenne efficace des gaz. Une combinaison des deux mesures peut également être envisagée.

Un amortissement du mouvement peut etre obtenu, soit grace à un frottement mesuré de l'étui dans son logement, éventuellement associé à un ressort 14 ayant une élasticité appropriée, soit grace à la présence d'un orifice calibré, tel que 46, dans la paroi 4, pour conférer au volume d'air placé devant l'étui une propriété correspondante, soit encore par la présence d'un coussin amortisseur en élastomère, tel que 50, qui est disposé
entre l'etui et la paroi : voir figure 5.

Une diminution de la pression moyenne efficace des gaz dans l'espace 16 peut etre obtenue, soit par la mise en place d'un orifice calibré 47 dans la paroi frontale 8 de l'etui, soit en donnant une position et une largeur particulières à l'orifice 10 11 et à l'évent 43.

Les orifices 46 et 47 pourraient également comporter des clapets, connus en soi, s'ouvrant automatiquement lorsqu'une certaine différence de pression existe entre leurs entrées et leurs sorties.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 4, l'étui est cylindrique, ce qui nécessite l'utilisation de moyens d'orientation angulaire (non illustrés), pour que les ouvertu-20 res, orifices et passages conservent leur position de coopéra-tion.

Si l'étui a une forme prismatique qui peut aisément être donné
par moulage, ces moyens d'orientation ne sont plus nécessaires.

On peut enfin assurer le guidage et l'étanchéité relative de l'étui et du boltier, soit par un ajustement de la surface interne 1~ de la jupe 9 sur la surface externe 6' de la portion 6, soit par un ajustement de la surface externe de la ~upe 9 ]e long de la surface 3' du logement 3 ; des fuites calibrées entre ces deux pièces mobiles l'une par rapport à l'autre ne sont envisageables que si elles ne compromet-tent pas la qualité
de l'isolement entre les contacts après une ouverture.

Bien que les modes de réalisation illustrés concernent des interrupteurs de protection où l'ouverture automatique est 10 déclenchée par des dispositifs réagissant à une élévation excessive du courant dans un circuit, il est clair qulun tel interrupteur pourrait également être utilisé pour opérer l'ouverture en charge de circuits provoquant l'apparition d'un arc relativement important entre les contacts. Des moyens d'ouverture brusque des contacts, appliqués de préférence sur le contact mobile, tels que ceux faisant appel à une énergie emmagasinée dans un ressort, pourraient alors etre déclenchés et réarmés par voie manuelle.

20 L'interrupteur qui vient d'être décrit présente, sur ceux qui sont connus dans l'art anterieur, l'avantage que l'énergie qui provoque le déplacement de l'écran augmente, soit si celui-ci ralentit, par exemple lors~u'un frottement anormal se présente, soit si l'énergie de l'arc augmente elle-même.

Les résultats exceptionnellement bons que l'on peut obtenir avec un dispositif interrupteur tel que décrit peuvent être ;6~

illustrés par les données suivantes : l'ouverture sur un courant de court-circuit de valeur présumee 10 KA sous une tension de valeur monophasée efficace 60() v, limite ce courant à 3,5 KA crête en 1 milliseconde avec une tension d'arc attei-gnant 980 v.

Il est clair que le disposi-tif interrupteur qui vient dlêtre décrit peut faire l'objet de modifi.cations sans pou:r autant sortir du cadre de l'invention ; c'est ainsi que la pièce 10 isolante mobile pourrait (voir figure 16) prendre la forme d'un piston 210 enfermant entre lui et le boitier 212 un espace 219 de volume variable et se déplaçant dans un cylindre 211 de boïtier 212 muni d'une ouverture 213 pour le passage du contact mobile 214 et la rencontre de ce dernier avec un contact fixe 220 et qu'un écran isolant 215 présentant une ouverture 216 et entraîné par ce piston dans un logement parallèle ajusté 217 pourrait opérer un cisaillement de l'arc en venant masquer cette ouverture de fa~on étanche ; un levier 218 pivoté dans le boltier 212' peut être utilisé pour relier le piston et l'écran 20 afin de procurer un certain équilibrage dynamique ~voir figure 17).

Enfin, si l'on souhaite appliquer l'interrupteur qui vient d'être décrit à la coupure dlun circuit à moyenne tension, on peut, dans un boltier d'appareil 190, monter électriquement, en série entre deux bornes 60, 61, plusieurs interrupteurs 62, 63, 64 qui sont déclenchés automatiquement et simultanément, par ~2~

exemple à l'aide d'une bobine 65 placée en série et agissant sur un mécanisme élastique approprié 66 qui les sollicite en parallèle : voir la Eigure 6. Un organe de réarmement manuel 67 permet par exemple de remettre les étuis 68, 69, 70 et le mécanisme dans leur état d'origine, après l'apparition d'un défaut.

Dans le mode de réalisation représenté à la Eigure l, le bobi-nage 33' peut provoquer le déplacement d'un percuteur 38 qui lO provoque d'abord et directement une ouverture du contact.

Dans le mode de réalisation selon la figure 8, un bobinage 71, associé par exemple à une culasse magnétisable 78, est placé en série avec un interrupteur 72 comparable aux précédents et compris entre deux bornes 73, 74 ; ce bobinage coopère avec un noyau plongeur 75 placé coaxialement à un étui 76. Le noyau plongeur, dont la position de repos est assurée par un ressort 77, est solidaire d'une tige 79 qui traverse une ouverture 80 du fond de l'étui et présente à llintérieur de l'étui une tete 20 81 plus large que celle-ci.

L'état de repos de l'interrupteur représenté sur cette figure 8 permet de constater que le percuteur peut effectuer, lorsqu'une surintensité importante de courant apparalt entre les bornes, une course f qui provoque l'entrainement de l'étui en sens L.

Après une course initiale gl de l~étui, le contact mobile 82 qui traverse l'ouverture 83 de l'étui est alors séparé du ~ 15 -~25Ei~

contact fixe 84 à grande vitesse par le bord inférieur 83' de cette ouverture. L'arc électrique qui apparalt à ce moment là
provoque, avant d'être cisaillé, une augmentation de la pres-sion dans le volume in~erne 85, qui propulse l'étui dans le sens L le long d'un trajet complémentaire de longueur g2 avant que le noyau n'ait parcouru la totalité de sa course.

En raison de la liberté qui est donnée à l'étui le long de la tige, celui-ci peut donc se déplacer plus rapidement que celle-10 ci.

Cette disposition permet de conjuguer les avantages d'un dépla-cement très rapide de l'écran sur une faible course et ceux d'une vitesse qui est maintenue par l'action de la pression sur une course plus importante.

Comme dans les exemples précédents, l'étui comporte au moins une ouverture de décompression 86 disposée en regard d'une fenêtre 87 pour une certaine position.

2~
Une structure magnétisable 88 en forme de U peut avantageuse-ment être associée au levier 89 qui porte le contact mobile lorsque l'interrupteur est utilisé dans un appareil de protec-tion contre les courts circuits de toute nature.

Ce mode de réalisation permet en effet de conférer à un même système interrupteur, d'une part, des propriétés d'ouverture ~5~

très rapides avec limitation, qui sont nécessaires aux ouvertu-res automatiques lors de l'apparition de courts-circuits francs (grâce ~ux effets de la structure ~8, ou à ceux de la répulsion électrodynamique qui sépare dans ce cas le contact mobile 82 et le contact fixe 84 par effet de boucle) et, d'autre part, des propriétés d'ouverture suffisamment rapides pour établir une coupure efficace des courants de courts-circuit de moindre intensité sur charge impédante, qui permettent d'uti:Liser un bobinage 71, un noyau 75 et une culasse à leur limite de satu-10 ration.

Dans une variante de ce mode de réalisation visible à la figure9, une bobine 90, placée en série avec les contacts 91, 92 de l'interrupteur, coopère avec un noyau plongeur 93, dont un prolongement 94 vient percuter par un déplacement a un épaule-ment 95 d'un étui 96 dispose parallèlement ; ce meme percuteur déclenche, par le mouqement d, d', une transmission 97 à un accumulateur d'énergie élastique 9~ associé au levier de contact mobile 99, de façon à lui communi~uer un déplacement 20 rapide _ ; une structure magnétisable 100 en forme de U dont les branches entourent le levier exerce sur celui-ci une attraction c dans le sens de l'ouverture. Le déplacement e de l'étui est provoqué par l'apparition de l'arc électrique.

Selon les intensités des courants de surcharge, l'ordre de ces actions n'est pas le même.

~2~3L9 Pour des intensités comprises entre trois et quarante fois le courant nominal, d et b précèdent e, tandis que pour deq inten-sités superieures, a peut précéder b et e ; enfin, pour des intensltés ma~imales, c précède e, a et k!.

Un perfectionnement applicable à l'ensemble des modes de réali-sation tmais qui est plus particulièrement justifié lorsque l'on souhaite utiliser direckement les propriétés de rapidité
d'un noyau magnétique) est représenté à la figure 12. Dans un 10 boltier 191, le contact fixe 110 coopérant avec au moins un contact mobile 111 d'un interrupteur 112 peut, pour opérer une ouverture, s'éclipser axialement grâce à l'action d'un noyau plongeur 113 auquel il est accouplé. L'action de ce noyau plongeur, ~ui est entouré par une bobine 114 placée en série avec les contacts, peut être complétée par celle d'une palette magnétisable 115, associée à une culasse 197, dont le mouvement déclenche, par une transmission 120, un accumulateur de ~orce 116 apte à déplacer le contact mobile 111. Lorsqu'un second contact mobile 117 est associé au contact fi~e 110 (que celui-20 ci soit éclipsable ou non) une structure magnétisable en U,118, peut être disposée autour de celui-ci pour en provoquer l'ouverture à un niveau d'intensité distinct de celui qui atti-re le noyau. Pour permettre le déplacement de l'étui 191' commun lorsque le mécanisme 116 est seul actif, une liaison mécanique 117' est établie, soit entre les contacts mobiles 111, 117, soit entre le levier 117 et ce mécanisme 116 : voir traits interrompus. Une seconde pièce en U, 119, pourrait ~5~

également être placée autour du levier de contact 121 enl'absence du second contact 117. Le circui-t électrique, qui est fermé dans le premier cas par les conducteurs 196, 192 et 193 aboutissant aux bornes 194, l9S, serait, dans le cas dlutilisa-tion d'un seul contact mobile, fermé par le conducteur 198 représenté en pointillés.

Dans l'ensemble des modes de réalisation représentés, on cons-tate que les surfaces d'application 200, 201 des contacts fixes 10 203 et mobiles 204 sont placées au voisinage de l'ouverture 205 traversée par le levier de contact mobile 206 et sont de plus orientées parallèlement à l'axe XX' de l'étui : voir figure 7.
Ces mesures, qui facilitent le passage du contact mobile à
travers l'ouverture au moment où la pression des gaz chassera l'étui et qui confèrent au contact mobile, donc à l'arc, un trajet sensiblement perpendiculaire à l'axe XX', peuvent rece-voir certains aménagements selon les vitesses de déplacement respectives de ces deux contacts mobiles et selon des modes de réalisation particuliers ; on combinera avantageusement ces 20 mesures avec la position de l'axe de pivotement du levier de contact mobile pour former une boucle de courant avec le contact fixe.

Les exemples de réalisation montrés jusqu'ici, ainsi que le terme etui qui a été donné à la pièce isolante mobile utilisée pour opérer le cisaillement de l'arc pourraient laisser suppo--- lg --~L2~

ser que celle-ci doit présenter nécessairement une conEigura-tion creuse ou tubulaire ayant une jupe continue.

L'exemple de réalisation représenté aux figures 10 et 11 montre que les configurations précédentes, si elles sont préférées en raison de la facilité d'obtention d'un coulissement étanche, ne sont pas exclusives. En effet, un étui ouvert tel que 125 ayant une jupe discontinue en raison de la présence d'une échancrure 126 et mobile dans un logement 130' d'un boltier 131 peut 10 parfaitement exécuter les mêmes fonctions que ci-dessus, si son fond 127 et ses parois latérales 128, 129 sont suffisamment étanches le long de la surface de fermeture 130 appartenant au boltier 131. Cette disposition présente même llavantage d'établir, entre la surface externe de l'étui 132 et une surfa-ce opposée 133 du boitier, au moment où la pression interne s'élève, une application sans jeu qui est bénéfique pour opérer le cisaillement de l'arc e~ établir l'isolement total qui doit lui succéder. La décompression de la chambre interne 134 inter-vient lorsque le fond 127 vient en regard de l'ouverture 135 du 20 boitier. Ici encore, une portion 136 du bo;tier 131 porte le contact fixe 137, tandis qu'une ouverture 138 de la paroi 125' de l'étui parallèle à la direction du déplacement autorise le passage du contact mobile 139.

Le montage en série de plusieurs interrupteurs dans un boîtier est effectué à la figure 6 à l'aide d'une succession dlinter-rupteurs individuels de meme type ; ces interrupteu~-s peuvent ;i6~ C~

appartenir à l'un quelconque des modes de réalisation illus-trés.

On peut également mettre en série les tensions d'arc en combi-nant, dans un interrupteur particulier, deux zones de coupure, comme cela est représenté à la figure 12~

Il est enfin possible de combiner deux interrupteurs de façon à les monter en séria tout en réduisant l'encombrement 10 qu'auraient pris deux interrupteurs, ainsi que cela est visible aux figures 13, 14 et 15.

Aux figures 13 et 14, deux étuis cylindriques 151, 152 coulis-sant dans deux logements 160, 161 d'un meme corps 150 sont placés cate a côte de façon que leurs axes soient parallèles.
Un levier mobile uni~ue 153, sollicité par un ressort 159 dans le sens de la fermeture, porte, à son extrémité libre, un contact mobile 154 qui es~ susceptible de rencontrer simultané-ment les deux contacts fixes 155, 156 ; ce contact mobile 20 comporte de préférence des moyens connus qui lui confèrent un degré de liberté permettant son orientation à la manière d'un pont de contact 155. Ce contact mobile n'a plus besoin d'être relié à une tresse conductrice, car le courant circule à
travers un premier conducteur 157 aboutissant au premier contact fixe 155 à travers le contact mobile 154 et, ensuite, à

travers le conducteur 158 aboutissant au contact fixe 156.

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Une chambre 164 où se trouve le levier de contact mobile 153ainsi que le logement 160 où circule l'étui, comporte, comme précédemment, des ouvertures d'échappem,ent 163-162 pour que s'opère la décompression des gaæ degac~és par l'arc et/ou échauffés par lui. Des organes nécessaires à l'ouverture du contact mobile et pouvant être puisés dans les exemples précé-dents, n'ont pas été représentés à ces figures. Compte tenu de l'absence de courant circulant dans le levier 153 on ne pourra toutefois pas lui associer de structure magnétisable en forme 10 de U ; une telle structure devrait coopérer ici avec la branche horizontale 165 du pont de contact mobile.

A la figure 15 est illustrée, dans un boltier 170, une combi-naison de deux interrupteurs distincts 171, 172 ayant chacun leur étui coulissantl 173 et 174 respectivement, placés dans des logements coaxiaux 175, 176, et leur levier de contact mobile, 177~ 178 respectivement. Ces étuis se déplacent en sens inverses, ce qui améliore l'équilibre dynamique du boltier. Des conducteurs isolés 179, 180, reliés aux contacts fixes 181, 20 182, s'écartent de l'axe parallèlement après avoir suivi deux directions coaxiales ; une tresse conductrice 183, qui relie en permanence les deux leviers 177, 178 de contact mobile, ferme un circuit de courant en forme de boucle qui est particulière-ment bien adap~é à la génération de forces électrodynamiques aptes à écarter les leviers de contact lorsqu'apparaissent des courants très élevés dans le circuit. Ici encore, des organes annexes provoquant, comme précédemment, une ouverture des ~ 22 -~5Ç;~

leviers de contact pour des surintensités de courant de diE-Fé-rents niveaux, n'ont pas été représentés pour plus de simplici-t~.

Dans un certain nombre des modes de réalisation qui ont été
présentés, des références de même rang numéral, éventuellement accompagnées d'indices alphabétiques, ont été utilisées pour signaler la présence de dispositions matérielles ayant des mêmes buts ; ceci est notamment le cas pour les ouvertures et 10 évents qui permettent d'évacuer des gaz présents en avant, ou à
l'intérieur, des étuis ainsi que cela apparait en 46, 46', 43 et 11 à la figure 1.

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Claims (21)

Revendications de brevet

1. Interrupteur électrique dans lequel l'arc apparais-sant entre deux contacts mobiles l'un par rapport à l'autre au moment de l'ouverture est cisaillé entre une paroi isolante et un écran isolant mobile mince qui s'intercale rapidement entre ces contacts et qui isole l'une de l'autre deux chambres d'arc du boîtier dans chacune desquelles se trouve un contact, caractérisé en ce que l'écran mobile (7, 125, 215) comporte dans sa paroi une ouverture (10, 138, 213) à travers laquelle passe l'un des contacts (30, 139, 214) en position de fermetu-re, et se trouve mécaniquement relié à une pièce isolante (9, 125', 210) délimitant, avec le boîtier (2, 31, 212), un espace (16, 134, 219) de volume variable, de façon que la pression des gaz provoquée par l'énergie de l'arc au moment de la séparation des contacts exerce sur la pièce isolante une force qui provo-que le déplacement de l'écran vers une position où l'arc est cisaillé dans cette ouverture et contre une surface isolante placée en regard lorsqu'aucun contact ne traverse plus l'ouver-ture.

2. Interrupteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran mobile (7, 125) est solidaire de cette pièce isolante et comporte, dans une paroi (9, 125'), une ouverture (10, 138) à travers laquelle passe le contact mobile (30, 139) en position de fermeture, et délimite, avec des parois de boîtier fixe (2, 31), un espace (16, 134) de volume variable dans lequel est placé le contact fixe (22, 137), de façon que la pression des gaz échauffés par l'arc au moment de la séparation des contacts exerce sur l'écran une force qui provoque son déplacement vers une position où l'arc est cisail-lé dans cette ouverture et contre une surface isolante placée en regard lorsque le contact mobile ne traverse plus l'ouvertu-re.

3. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'espace de volume variable (16) est contenu à l'intérieur d'un étui (7) ayant un fond (8) prolongé
par une jupe continue (9), qui est parallèle au sens du dépla-cement (F) et qui glisse le long de surfaces de guidage (3, 6') solidaires du boîtier (2).

4. Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces (6') solidaires du boîtier y sont disposées sur une portion isolante (6) pénétrant à
l'intérieur de l'étui (7) et dont une extrémité (17) porte le contact fixe (22).

5. Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces (3') solidaires du boîtier sont disposées à l'intérieur d'un logement (3) dans lequel glisse l'étui (7), le contact fixe (22) étant porté par une extrémité (17) d'une portion isolante (6) solidaire du boîtier qui pénètre à l'intérieur de l'étui.

6. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'espace de volume variable (134) est contenu à l'intérieur d'un étui (125) ayant un fond (127) prolongé par une jupe discontinue (125') qui est parallèle au sens du déplacement (F) et qui glisse le long de surfaces (130, 133) d'un logement (130') solidaire du boîtier (131).

7. Interrupteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le contact fixe (137) est porté par une extrémité d'une portion isolante (136) qui est solidaire du boîtier (131) et qui pénètre à l'intérieur de l'étui.

8. Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la jupe continue (9) comporte une seconde ouverture (11) qui vient en regard d'un orifice d'échappement (43) du boîtier (2) de façon que les gaz contenus dans l'espace (16) s'écoulent vers l'atmosphère pour une position particuliè-re de l'étui.

9. Interrupteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la jupe discontinue (125) comporte une échancrure longitudinale (126) qui vient en regard d'un orifice d'échappement (135) du boîtier (131) pour une position particu-lière de l'étui.

10. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un conducteur (18) relié au contact fixe (22) circule parallèlement au sens de déplacement (F) de l'étui à l'intérieur de la portion isolante, le contact mobile (30) étant porté par un support (25) qui forme avec ce conducteur une boucle de courant.

11. Interrupteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que des moyens limiteurs de pression (47, 46 respectivement) sont disposés sur l'étui (6) et, respective-ment, sur le boîtier, afin que la pression dans l'espace (16) et, respectivement, dans le logement (3) ne dépasse pas une valeur déterminée.

12. Interrupteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le contact mobile (30) est porté par un levier pivotant (25, 25') qui est sollicité en position de fermeture par un ressort de rappel (31) et qui reçoit lors de l'apparition d'une surcharge dans son circuit, des forces antagonistes développées par un dispositif (33, respectivement 40 et, respectivement, 116) sensible à cette surcharge.

13. Interrupteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit dispositif sensible (33 et, respec-tivement 71), comprend une bobine (33' et, respectivement, 71') traversée par le courant de l'interrupteur et un noyau (75) ou palette magnétique.

14. Interrupteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit dispositif sensible (40) comprend une pièce magnétisable en forme de U dont les branches entou-rent le levier de contact (25').

15. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un dispositif accumulateur d'énergie mécanique (98, 116) est libéré par un dispositif sensible à
bobine et noyau (113, 114 et, respectivement 90, 93) pour appliquer au levier (25, 25', 99, 111) des forces antagonistes à celles développées par un ressort de pression de contact (31).

16. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif sensible comprend une bobine (71) et un noyau magnétique (75) qui est accouplé à
l'étui (76) de façon à déplacer ce dernier sur une première portion de course (g1) au cours de laquelle le contact mobile (82) est séparé du contact fixe (84) par une surface de l'étui, ce dernier continuant sa course (g2) sans être accouplé au noyau.

17. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le noyau (113) de la bobine (114) est relié à un contact fixe (110) qui peut s'éclipser parallèlement à l'axe de l'étui (191') de façon à interrompre le contact avec le contact mobile (111), ce dernier étant indifféremment soumis à l'action d'une structure magnétique en U (119) qui entoure son support ou à un dispositif accumulateur d'énergie (116) qui est libéré par le mouvement du noyau ou de la palette.

18. Interrupteur, caractérisé en ce que deux interrupteurs (62, 63) selon la revendication 2, sont placés en série dans un même circuit.

19. Interrupteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que ces deux interrupteurs ont un même contact fixe (110) placé dans un même étui (191') et deux contacts mobiles distincts (111, 117).

20. Interrupteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que ces deux interrupteurs (154-155, 154-156) sont placés parallèlement et présentent deux contacts mobiles électriquement et mécaniquement reliés en un pont de contact (165).

21. Interrupteur selon la revendication 20, caractérisé en ce que ces deux interrupteurs (171, 172) sont placés coaxialement de façon que les deux étuis (173, 174) se déplacent en sens inverse lors de l'ouverture.