CH181073A - Interrupteur électrique. - Google Patents

Interrupteur électrique.

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CH181073A
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The British Electr Association
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British Electrical & Allied In
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Description


  Interrupteur électrique.    La présente invention a pour objet un in  terrupteur électrique comprenant une paire  d'électrodes à arc dont une est fige et forme  une partie au moins d'un passage pour un  fluide et les gaz produits par l'arc, et une  contre-électrode formant une partie au moins  d'un second passage. L'interrupteur selon  l'invention est applicable, par exemple, aux  lignes de transmission d'énergie électrique à  haute tension, de 3300 volts aux plus hauts  voltages utilisés.  



  L'interrupteur selon l'invention est carac  térisé en ce que les     extrémités    adjacentes de  ces passages sont entourées par des organes  présentant des surfaces faisant saillie latéra  lement par rapport à la direction de ces pas  sages et formant les parois opposées d'une  large région en forme de disque et consti  tuant des moyens qui dirigent un jet de  fluide de l'ensemble de la périphérie externe  de cette région     radialement    vers l'intérieur,  du côté d'une zone interne adjacente     auxdits       passages, des moyens étant prévus pour la  formation d'un arc à l'intérieur de cette zone       interne,

      le jet de fluide étant dirigé de telle  sorte que d'abord il balaie lesdites parois op  posées     limitant    la zone externe de la région  en forme de disque, avant d'entrer dans la  zone interne et passer ensuite dans l'un au  moins des passages adjacents et s'échapper  immédiatement à travers lui.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemples, plusieurs formes d'exécution de  l'interrupteur selon l'invention.  



  La     fig.    1 représente une première forme  d'exécution, vue en coupe;  Les     fig.    2, 3, 4 et 5 sont des vues sem  blables de variantes de la première forme       d'exécution;     La     fig.    6 montre la forme d'une plaque de  matière magnétique employée dans la cons  truction de la     fig.    5;  Les     fig.    7 et 8 montrent, en coupe égale  ment, deux autres formes d'exécution;      La     fig.    9 est une vue de détail     montrant     les organes de la forme d'exécution selon       fig.    8 dans une autre position;

    Les     fig.    10 et 11 sont des vues de détail  de la     fig.    8;  Les     fig.    12, 13 et 14 montrent quatre au  tres formes d'exécution;  La     fig.    15 montre une construction des  faces d'électrode;  La     fig.    16 est une vue     d'une    dernière  forme d'exécution.  



  Sur la     fig.    1, qui représente une disposi  tion permettant     l'obtention    d'une pause dans  l'allongement de l'arc, bien qu'une course to  tale régulière soit employée, une électrode  fige est constituée par une enveloppe 10 pré  sentant un orifice de sortie 11 allant en s'éva  sant et une partie ou corps     10a    cylindrique.  A l'intérieur du corps     10a    se trouve un croi  sillon 13 en matière isolante présentant un  anneau central 14 qui porte un anneau 15  conducteur fendu, lequel agit comme élec  trode auxiliaire et est fixé au croisillon iso  lant par des vis 16.

   Au-dessous de l'anneau  conducteur 15 se trouve un doigt 17 conduc  teur sollicité par un ressort présentant une  partie 18 formant balai qui appuie contre  l'électrode mobile en faisant un contact élec  trique avec cette dernière. .  



  L'électrode mobile de formation de l'arc  est     constituée    par une tige 19     pouvant    coulisser  dans l'anneau 15 qui est espacé de l'électrode  fige par une petite distance, et     cette    tige est       destinée,    lorsqu'elle est dans sa position fer  mée, à faire contact avec la gorge du réci  pient 10 et à fermer l'orifice de sortie 11.  



       L'interrupteur    décrit ci-dessus fonctionne  comme     suit:    L'interrupteur est     actionné    pour       abaisser    l'électrode mobile 19. Un arc est  formé entre la gorge du récipient 10 et le  sommet de l'électrode 19. Lorsque     l'électrode     19 passe au-dessous de l'anneau 15, l'arc est       transporté    à cet anneau. L'électrode 19 conti  nue son mouvement     descendant,    mais reste,       pour    un certain temps, en contact avec le ba  lai 18.

   Ceci donne en fait- une pause dans  l'allongement de l'espace d'arc, bien qu'au  cune pause ne se     produise        effectivement    dans    le mouvement de l'électrode 19; l'électrode  mobile 19 peut être retirée à une vitesse cons  tante. Pendant cette partie du fonctionne  ment de l'interrupteur, un jet de gaz, de va  peur ou de liquide sous pression dans le réci  pient 10a, est obligé de passer à partir du ré  cipient à travers la gorge et de là à     travers    le  passage 11 allant en s'évasant. Ce jet de       fluide    rompt l'arc au passage par zéro de  l'onde du courant suivant immédiatement  l'instant où le sommet de l'électrode 19 pénè  tre dans l'anneau 15 de la manière connue.

    Une conduite d'amenée de fluide est représen  tée en 20. La distance entre l'anneau 15 et le  balai 18 est au     moins    telle qu'à la     vitesse    em  ployée du mouvement de contact, le sommet  de l'électrode 19 prendra au moins un temps  égal à une période du courant alternatif (dans  des circuits sujets à des courts-circuits asy  métriques) pour atteindre le balai 18, de telle  sorte que même pour une onde de courant  complètement asymétrique, une valeur nulle  de courant sera atteinte et l'arc entre la gorge  de 10 et l'organe 15 s'éteindra finalement  avant que le sommet de l'électrode 19 quitte  le balai 18.

   Lorsque l'électrode 19 quitte fi  nalement le balai 18, l'arc a été rompu, elle  peut sortir du récipient 10 et est par consé  quent complètement isolée du récipient et il  n'y a aucune possibilité pour que l'arc se     réa-          morce    une fois que le jet a cessé. Dans des  circuits     on.        l'actionnement    ne peut avoir lieu  que sur des courants symétriques seulement,  cette distance peut être réduite à celle parcou  rue par l'électrode en mouvement pendant  une demi-période.  



  L'anneau 15 de la     fig.    1 peut être cons  truit en plusieurs secteurs de<B>90'</B> ou moins,  isolés entre eux.  



  Dans la variante de construction représen  tée à la     fig.    2, une électrode 21     flottante    agit  comme l'électrode     auxiliaire    de     fig.    1 et pré  sente une partie 22 en forme de bride qui  peut coulisser sur des boulons 23. Les boulons  23 sont     vissés    dans une électrode fixe à arc,  15, qui est portée par un croisillon 24 en ma  tière isolante, maintenu dans l'enveloppe     ex-          terne    10 par     un    anneau 25 fileté. L'électrode      15 est reliée électriquement, par des balais 27  (voir ci-après), par des conducteurs flexibles  23a.

   L'électrode     2.1    est abaissée par des res  sorts 26 de compression et porte à son extré  mité inférieure une rangée de balais 27 pres  sés intérieurement au moyen de ressorts 28,  de manière à venir en prise avec une électrode  mobile 29. Le fluide sous pression pour rom  pre l'arc est introduit     dans    l'enveloppe 10  par un orifice d'entrée 20, comme dans la  fie. 1.  



  L'interrupteur de la. fie. 2     fonctionne     comme suit: Lorsque l'électrode 29 mobile est  abaissée en premier lieu, les ressorts 26 reti  rent l'électrode 21 supplémentaire de la gorge  dans l'enveloppe 10 et un arc est formé à cet  endroit. Lors de la suite du mouvement des  cendant de l'électrode mobile 29, l'électrode  supplémentaire 21 reste stationnaire, mais  reste reliée électriquement à l'électrode 29.  par les balais<B>27.</B> L'arc, durant cette pause,  est éteint par le jet de fluide dans la région  en forme de disque, entre l'enveloppe 10 et la  surface plate de l'électrode fixe 15. Finale  ment, l'électrode 29 quitte les balais 27, mais  auparavant l'arc a été éteint par le jet de  fluide.  



  Des moyens pour produire un champ  électromagnétique, de manière à maintenir les  racines d'arc près de l'axe de l'électrode, sont  représentés à la fi-. 3; dans cette construc  tion, l'électrode mobile 30 de formation de  l'arc a la forme d'un corps creux coulissant  dans un couvercle inférieur     31a    en matière  isolante, fixé à la partie cylindrique de l'en  veloppe 10a. Le sommet de l'électrode 30 est  plat et une partie conique 31 attenante est  vissée dans son ouverture. Un contact fixe 32  est vissé à la partie supérieure de l'enveloppe 10  et prend la forme d'un corps cylindrique avec  une face     inférieure    plane et une partie 33 co  nique interne. Du courant est fourni symétri  quement à l'électrode 32 à partir de la con  duite 42e passant à travers l'isolateur 42d.

    d'entrée et de là par les quatre rayons espa  cés symétriquement 42b du croisillon, rayons  qui présentent un passage caréné pour le jet  de fluide s'écoulant à travers le croisillon à    partir du cône 33 et qui est dévié latéralement  pour le déflecteur     42a.    L'entrée de l'électrode  32 et l'extrémité supérieure de la partie co  nique 31 ont une forme appropriée pour faire  un bon contact électrique lorsque les électro  des sont fermées. Les parties coniques 31 et  33 des deux électrodes 30 et 32 sont de préfé  rence divisées en segments par des entailles  conduisant directement à l'ouverture centrale  à partir d'un point près de la périphérie,  comme dans la fie. 10 décrite ci-après.

   De  cette manière, du courant est libre de péné  trer dans n'importe quel secteur (sur lequel  frappe la racine de l'arc) à partir de son ex  trémité périphérique, mais est empêché en  même temps d'entrer à l'autre extrémité,  c'est-à-dire près de l'ouverture centrale. Lors  que l'électrode 30 est abaissée, un arc est  formé entre elle et l'électrode 32, mais par  suite de la forme et de la     division    en seg  ments de la face d'extrémité de l'électrode, le  courant allant à l'arc doit passer intérieure  ment pour atteindre l'arc et extérieurement  en quittant l'arc.

   Ainsi, quelle que soit la po  sition dans laquelle la racine de l'arc est for  mée, il se trouve une force agissant sur cette  racine et sur l'arc et tendant à. empêcher l'arc  et les     racines    de l'arc de se déplacer extérieu  rement à partir de l'axe des électrodes.  



  Lors de     l'actionnement    de     l'interrupteur     représenté à la fie. 3, un jet de fluide pénètre  par les ouvertures dans les deux électrodes et  s'échappe par le sommet de l'enveloppe et par  des lumières 34 ménagées dans le fond de  l'électrode 30 mobile. Le jet de fluide, au fur  et à mesure qu'il s'approche de l'arc, à par  tir de tous les points à la périphérie des faces  des électrodes, est guidé     radialement    intérieu  rement par les extrémités plates des élec  trodes 30 et 32 à partir de la région à l'exté  rieur des électrodes.  



  Dans la     construction    modifiée représentée  à la fie. 4, l'électrode fixe 32 et l'électrode  mobile 30 sont munies de guides 35 et 36 en  matière isolante qui obligent le jet de fluide  à. converger sur l'arc dans un courant centri  pète et le fluide extincteur avec les produits  de l'arc s'échappent comme     précédemment         par     l'ouverture    ménagée dans l'électrode fige  et par les lumières 34 dans l'électrode mobile.  



  Dans la construction de la     fig.    1, l'élec  trode mobile passe à travers une ouverture  dans l'électrode supplémentaire et à ce mo  ment, si le courant de l'arc est suffisamment  fort pour remplir l'ouverture, l'arc est dé  placé de l'électrode mobile de formation de  l'arc à l'électrode supplémentaire.  



  Ainsi, l'arc sera     automatiquement    main  tenu court au voisinage du courant maximum  de l'onde d'un courant alternatif, mais peut  ensuite s'allonger légèrement avec l'électrode  mobile, lorsque le courant tombe vers la va  leur nulle et que l'électrode mobile continue  à se retirer. Ce raccourcissement pour des  courants forts a l'avantage que l'arc est de  longueur minimum lorsque le courant est  maximum et par conséquent les gaz chauds  produits sont diminués.

   L'allongement de  l'arc près du zéro peut avoir     certains    avan  tages dans les interrupteurs à jet de gaz,  mais avec l'huile .il est     habituellement    de  grande importance d'empêcher l'allongement  de l'arc, même à faibles courants, parce       qu'autrement    l'effet refroidissant est si grand  près du courant nul que le courant peut être  abaissé et il en résulte des survoltages. Dans  de tels cas, il est particulièrement désirable  d'utiliser un champ magnétique transversal  agissant comme un barrage pour pousser l'arc  à la paroi de l'électrode supplémentaire ou  d'utiliser une grille ou autre organe sembla  ble dans le passage de l'arc près de la posi  tion d'amorçage de l'arc, pour empêcher l'ex  tension de l'arc, même à de faibles courants.  



  Une telle grille peut     commodément    être  introduite dans la     fig.    1 dans l'orifice d'é  chappement 11 allant en s'évasant et est re  présentée en 12 à la     fig.    16.  



  Dans la     construction    représentée à la       fig.    5 montrant le barrage magnétique men  tionné ci-dessus, une électrode mobile 19 se  meut à travers un anneau 15, lequel consti  tue une électrode supplémentaire comme dans  la construction de la     fig.    1, et un balai 18 re  lié     électriquement    à     Panneau    15 appuie con-    ire l'électrode 19 en étant pressé vers cette  électrode par un ressort 17.

   L'électrode fixe  est constituée par un double cône 37     vissé    au  sommet de l'enveloppe 10 et l'électrode mo  bile 19 est de préférence fendue     comme-repré-          senté    en 38 pour lui permettre de faire con  tact avec l'électrode fixe d'une manière élas  tique.  



  L'électrode 37 et l'anneau 15 qui peuvent  tous deux être divisés en segments, sont mu  nis chacun d'une rainure périphérique dans  laquelle est introduite une pile de plaques  38e minces en fer doux, qui peuvent être de  la forme représentée à la     fig.    6. Lorsque l'é  lectrode 19 est retirée de l'électrode 37, un  arc est créé et toute tendance de l'arc ainsi  formé à s'infléchir vers le haut dans le pas  sage ménagé dans l'électrode 37 ou à être  étiré à l'intérieur de l'anneau 15 est contra  riée par le champ créé au voisinage de ces  plaques de fer, qui force l'arc contre le côté  de l'électrode correspondante. Les plaques de  fer sont de préférence isolées les unes des au  tres et du métal de l'électrode.  



  Dans la construction de la     fig.    5, on verra  que la partie inférieure de l'électrode 37 fixe  est formée de manière à guider vers l'inté  rieur le fluide     d'extinction    pour éteindre  l'arc.  



  On comprendra que les     fig.    1 à 5 ont été  simplifiées et sont     schématiques,    de telle sorte  qu'elles représentent chacune une caractéris  tique particulière; en pratique, deux ou plu  sieurs de ces     caractéristiques        peuvent    être  utilement combinées dans un même interrup  teur. Une construction d'interrupteur com  prenant un certain nombre de     ces    caractéris  tiques est représentée à la     fig.    7. Une élec  trode fixe montée dans un récipient 10 est  constituée par un anneau 39 fendu     radiale-          ment,    les segments étant pressés intérieure  ment par un anneau 40 enveloppant.

   Les seg  ments du contact fixe sont reliés par des ru  bans 41     flexibles    à la plaque 42 de couver  ture supérieure de l'interrupteur. Une ou  verture de sortie conique 43 est prévue à par  tir de laquelle les produits de l'arc s'échap-      gent à l'atmosphère ou à un récipient (non  représenté). Une conduite d'amenée peut être  prévue comme en 42f, mais une disposition  préférable consiste en la combinaison d'une  conduite d'amenée axiale, d'un déflecteur de  fluide et d'un croisillon représenté à la partie  supérieure de la     fig.    3.  



  L'électrode mobile 44 fait contact avec  l'électrode fixe 39 et passe à travers une ou  verture ménagée dans l'électrode supplémen  taire 45, laquelle a la forme d'un anneau plat  qui se trouve à une faible distance au-dessous  du contact fixe. L'anneau 45 est supporté sur  un cône 46 qui porte un croisillon 47 pour  supporter des balais 48 semblables au point  de vue fonctionnement à ceux représentés à la       fig.    1. La partie inférieure du cône 46 est  occupée par une grille 49 de refroidissement  qui consiste en un spiral de matière conduc  trice.

   Le côté inférieur du contact 39 et le  sommet du cône 46 sont formés comme des  faces plates, ces dernières étant divisées en  segments et munies d'organes insérés rayon  nants en matière isolante, comme décrit plus  loin en référence à la     fig.    10. Cette construc  tion fonctionne comme suit:  Aussitôt que la pointe de l'électrode 44  quitte le contact 39, un arc est formé. Lors  que l'électrode passe au-dessous de la surface  du sommet du cône 46, l'arc est transféré à  l'anneau plat 45. On voit, qu'à ce moment, le  courant en atteignant l'arc doit s'écouler in  térieurement vers l'axe des électrodes et en  quittant l'arc doit s'écouler extérieurement en  s'éloignant de l'axe.

   Il en résulte qu'une  force électromagnétique est créée qui agit       radialement    et intérieurement sur l'arc, de  telle sorte que ce dernier est restreint vers le  centre de la région entre les deux faces planes  indiquées ci-dessus. En outre, les deux faces  planes guident le fluide d'extinction     radiale-          ment    intérieurement, de telle sorte que les  surfaces de formation de l'arc sont balayées  par le fluide à grande vitesse et l'arc est ainsi  éteint. Lorsque l'électrode 44 quitte l'anneau  45, le fluide s'écoule alors vers le bas dans  le cône 46 et     l'extinction    de l'arc est ainsi fa  cilitée.

   L'électrode 44 reste en contact électri-    que avec l'anneau 45 par le cône 46 et les ba  lais 48, jusqu'à ce qu'elle passe au-dessous des  balais 48. L'arc sera alors finalement éteint.  La distance entre l'anneau 45 plat et les ba  lais 48 est disposée de telle sorte que le con  tact avec l'électrode mobile 44 soit maintenu  au moins pendant une période de courant al  ternatif; la suite du mouvement de l'élec  trode     mobile    sert à l'isoler complètement du  récipient. Le contact 44 présente une surface  conique venant buter contre la partie infé  rieure de l'anneau plat 45, en abaissant ainsi  à un minimum l'échappement du fluide.

   S'il  est nécessaire de maintenir le fluide sous  pression à l'intérieur de l'espace clos dans le  quel se produit l'arc, avant que l'électrode  mobile ouvre le circuit, le contact 39 et la  pointe de l'électrode 44 seront modifiés de  manière appropriée pour former un joint  étanche aux gaz entre eux et la pointe de l'é  lectrode 44.  



  L'électrode 39 et l'anneau 45 sont garnis  d'organes intercalés 50 et 51 en matière ma  gnétique, qui fonctionnent de la manière dé  crite en référence à la     fig.    5.  



  Quelques essais vérificatifs ont été faits à  500 ampères dans un circuit très fortement  inductif à un voltage     d'environ    20.000 volts  avec un interrupteur à simple rupture, du  type général représenté à la     fig.    7. La partie  supérieure de l'électrode mobile de formation  de l'arc avait un diamètre de 1 cm environ  et venait en prise avec une ouverture de ven  tilation ménagée dans l'électrode fixe, du  même diamètre,, passant à travers une ouver  ture ménagée dans l'électrode supplémentaire  de diamètre légèrement plus grand. Le plus  petit espace entre l'électrode fixe et l'élec  trode additionnelle n'était que de 8 mm seu  lement.

   Dans ces essais, les arcs ont été  éteints dans l'espace d'une demi-période à une  période avec une pression de jet d'air de  moins de 4     atmosphères    (au-dessus de la  pression atmosphérique). Une barrière ma  gnétique a été employée dans ces essais, dans  l'électrode supplémentaire seulement. La lon  gueur de la partie faisant contact dans l'ori  fice d'échappement de     ventilation    de l'élec-           trode    supérieure était approximativement d'un       centimètre    et la longueur du passage d'élar  gissement au-dessus de cette électrode était       d'approximativement    25 mm.  



  Une autre construction     d'interrupteur     montrant     une        combinaison    des     caractéristi-          ques        principales    spécifiées ci-dessus avec  quelques caractéristiques supplémentaires, est  représentée aux     fig.    8 et 9, la     fig.    9 étant  une     vue    d'une partie de l'interrupteur dans sa       position    ouverte.

   Une électrode mobile 52       consiste    en     un    organe     tubulaire    présentant un       croisillon    53 radial, à     l'extrémité    de chaque  bras de ce croisillon se trouve une douille 54  verticale coulissant sur     une        tige    55 fixe et  abaissée par l'action des ressorts 56. Le croi  sillon 53 porte également des contacts 57       principaux    qui coopèrent avec des contacts  58 fixés au couvercle supérieur de l'interrup  teur.

   Une électrode supplémentaire est dispo  sée au-dessus du croisillon 53 et poussée vers  le haut par un ressort l'éloignant du croi  sillon;     cette    électrode est constituée par  une boîte métallique 59 qui peut être  construite en plusieurs segments, comme  décrit ci-après. Le fond de la boîte pré  sente des boulons 60     fixés    à elle, qui sont  guidés dans le     croisillon    53 et qui portent à  leur extrémité inférieure des segments 61  d'un anneau de contact élastique entourant  l'électrode 52.  



  Une série de balais 62 se trouve à l'extré  mité inférieure du contact 52; ces balais sont  pressés intérieurement contre     une        autre    élec  trode 63, cette dernière peut être montée di  rectement sur une traverse     d'actionnement    de  la manière connue.  



  Cette construction d'interrupteur fonc  tionne comme suit: L'électrode 63 est abaissée  et le     croisillon    53 la suit en étant abaissé par  les ressorts 56. L'électrode 59 auxiliaire étant  cependant soulevée par le ressort     64a,    reste  en contact avec le couvercle supérieur de l'in  terrupteur. Cependant, lorsque le bord infé  rieur du croisillon 53 atteint les extrémités  inférieures des boulons 60, l'électrode     supplé-          mentaire'auxiliaire    59 commence à s'abaisser    avec l'électrode 52 jusqu'à ce que la position  représentée à la     fig.    9 soit atteinte.

   Lorsque  les douilles 54 atteignent le bas des guides  55, le mouvement de l'électrode 52 cesse, mais  l'électrode 63 continue à se déplacer et fina  lement rompt le contact avec les balais 62.  Dans cette construction, les balais 62 sont  disposés à une telle distance au-dessous du  sommet de 63 que ce dernier ne se retire pas  des balais pour empêcher la possibilité de     re-          formation    de l'arc, lorsque le souffle a cessé  avant au moins     une    période à une période et  demie après le début de l'interruption.  



  L'électrode 59 auxiliaire est de préférence  construite comme représenté aux     fig.    10 et  11, c'est-à-dire que sa face supérieure con  siste en plusieurs secteurs 64 séparés par des  bandes radiales 65 en matière isolante.  Comme représenté à la     fig.    11, les bandes 65  peuvent faire saillie vers le haut sur une pe  tite distance au-dessus du     niveau    du sommet  de l'électrode. Dans la     construction    des     fig.    10  et 11, la partie cylindrique à la périphérie  n'est pas fendue, bien que les fentes s'éten  dent jusqu'à l'ouverture centrale.

   La raison  de cette construction est     d'obliger    le courant,  une fois que l'arc a frappé     un    point particu  lier sur l'électrode 59,à s'écouler     radialement     vers l'arc en augmentant ainsi l'effet magné  tique, de telle sorte que l'arc est obligé de se  déplacer intérieurement de la     manière    déjà  décrite en référence à la     fig.    3.

   En construi  sant les bandes isolantes légèrement plus éle  vées que le métal les entourant et en les pro  longeant légèrement dans l'ouverture cen  trale, on     diminue    à un minimum la possibilité  de     connexion    électrique entre des secteurs ad  jacents par des     gouttelettes    de métal fondu.  



  Le couvercle supérieur de l'interrupteur,  qui, à son centre; constitue l'électrode fixe de  formation de l'arc, présente un orifice de sor  tie 66 conique et des organes intercalés 67 en  fer laminé peuvent être prévus comme dans  la construction de la     fig.    5. L'électrode 52  peut être disposée de telle sorte que dans la  position complètement ouverte, elle se trouve  juste au-dessous de la surface supérieure de      l'électrode 59, dans ce cas, l'arc sera proba  blement transféré à cette dernière. Soit le  contact 66, soit l'électrode 52, peuvent être  élastiques pour permettre qu'un bon contact  soit fait. Dans n'importe quel cas, le contact  66 est de préférence divisé en segments, de  telle sorte que le courant est fourni de la pé  riphérie.

   Dans une autre variante, l'électrode  52 peut être construite plus petite que le pas  sage dans l'électrode 66, dans ce cas l'arc se  formera entre les faces opposées de l'électrode  59 et l'électrode 66. Le courant est de préfé  rence amené par une conduite centrale, un  déflecteur et un croisillon, comme dans la       fig.    3.  



  Dans la construction représentée à la       fig.    12, une électrode 67 supplémentaire fixe  de la forme d'un corps creux, est montée sur  une cloison 68 horizontale présentant une sé  rie d'ouvertures 69 à travers lesquelles du  fluide peut s'écouler. L'électrode fixe 70 est       constituée    par une plaque présentant un en  foncement, enfilée dans la partie supérieure  de l'enveloppe de l'interrupteur et présentant  une ouverture centrale avec laquelle une élec  trode 71 tubulaire mobile peut faire contact.  L'électrode 71 présente une rangée de lu  mières 72 d'échappement à son extrémité in  férieure par lesquelles les produits de l'arc  peuvent s'échapper.  



  L'électrode supplémentaire 67 a la forme  d'une coquille construite en quatre secteurs  maintenus ensemble par un ressort 73. A l'in  térieur de l'ouverture se trouve une pièce in  troduite 74 en fer laminé qui, de la manière  décrite précédemment, empêche l'arc d'être  formé vers le bas à l'intérieur de l'élec  trode 67.  



  Si l'on désire encore s'assurer que les ra  cines d'arc restent aussi près que possible de  l'axe de l'électrode mobile, les marges exter  nes des surfaces de formation de l'arc des       corps    creux, tels que 67 et 70 à la     fig.    12, peu  vent être protégées par une matière isolante.  L'emploi d'une matière isolante de cette  manière présente l'avantage supplémentaire  que les racines d'arc sont maintenues dans  une position vers laquelle le courant con-    verge et dans laquelle il est de plus grande  intensité qu'aux circonférences externes des  corps creux.

   En outre, les surfaces opposées  des électrodes relativement     fixes    ne doivent  pas nécessairement être parallèles, mais peu  vent s'éloigner ou s'approcher les     unes    des  autres à partir du centre vers la périphérie  externe.  



  Dans la construction modifiée représentée  à la     fig.    13, on a deux électrodes 75 et 76 de  formation d'arc, passant chacune à travers  une ouverture dans une plaque conique 77,  78, ces plaques constituant les     extrémités    du  récipient cylindrique de l'interrupteur. Cha  que électrode présente une série de balais 79  pressés contre elle, reliés aux plaques 77 et 78  respectivement. Du gaz sous pression est ad  mis par une lumière 80 ménagée dans la péri  phérie de l'enveloppe.  



  Lors du     fonctionnement    de l'interrupteur  représenté à la     fig.    13, les électrodes 75 et 76  sont séparées et un jet de fluide s'écoule       axialement    à travers les ouvertures des pla  ques 77, 78 et l'arc est ainsi éteint. Les élec  trodes 75 et 76 restent en contact électrique  avec leurs plaques 77 et -78 par les balais 79  pendant au moins une période.  



       Dans    encore une autre construction, repré  sentée à la     fig.    14, l'électrode fige 88 présente  un ruban métallique 89, enroulé en spirale  autour de son orifice, comme représenté. Les       extrémités    du ruban sont reliées par câble en  série avec le courant principal. L'effet du cou  rant parcourant ce ruban est d'obliger l'arc à  tourner autour de l'axe de l'électrode, de telle  sorte qu'il ne tend pas à brûler et à se fixer  sur un point particulier. Les parties 44, 45,  46 et 51 de cette forme     d'exécution    corres  pondant à celles de     fig.    7 portant les mêmes  numéros.

   La surface inférieure de l'électrode  est formée comme dans la     construction    de la       fig.    8 qui est particulièrement appropriée  pour recevoir un dispositif pour faire tourner  l'arc. Les gaz chauds sont empêchés de venir  en contact avec le câble 89b par un entonnoir       89a    en matière isolante résistant à la chaleur.  



  La     fig.    15 représente des formes modi  fiées des électrodes de la     fig.    7, dans les-      quelles la     vitesse    radiale -vers l'intérieur du  fluide est maintenue     pratiquement    constante.  Le côté gauche de la     fig.    15 représente des  surfaces métalliques 95, 96 recouvertes d'une       matière        isolante    97, 98 dont l'épaisseur va en       diminuant,    de manière à former un espace al  lant en     augmentant    vers le centre.

   Le côté  droit de la     fig.    15 représente un cas dans le  quel aucune matière isolante n'est employée,  mais les surfaces des électrodes 95, 96 sont  coniques pour donner le même effet.  



  On verra que dans cette construction, à  part la perte par suite des tourbillons, du  frottement et d'autres effets, la vitesse vers  l'intérieur du fluide dans le cas d'un liquide  peut être la même à toutes les parties à partir  du plus     petit    espace à la périphérie vers  l'intérieur. Le profil requis pour le côté gau  che de la     fig.    15 pour     obtenir    ce résultat est  l'affaire d'un simple calcul. Dans le cas de  liquide et de gaz à la fois, il peut être avan  tageux de prévoir que le plus petit espace  soit à la périphérie et que la section transver  sale du passage pour le jet augmente inté  rieurement en allant vers l'axe selon certaines  relations données linéaires ou autres.  



  Dans une variante de la construction re  présentée à la     fig.    15, une face seulement  peut être recouverte avec une matière iso  lante du profil voulu.  



  Dans la construction de l'interrupteur re  présenté à la     fig.    16, du fluide est admis à  l'intérieur de l'enveloppe 10 par une conduite  présentant quatre branches 100 disposées sy  métriquement, la jonction entre les branches  formant une seule pièce avec un déflecteur  101 pour rendre minimum l'obstruction du  jet vers le haut des produits de l'arc, lorsque  le     circuit    est rompu.  



  Au sommet de l'enveloppe 10 se trouve  une grille 103 qui refroidit les produits  échappant de l'arc. On verra que par     cette     disposition des conduites 100, la pression du  fluide sera répartie uniformément     radiale-          ment    autour des électrodes.  



  La première électrode 104 et l'électrode  mobile 103a sont semblables à celles décrites    précédemment     cc    une électrode supplémen  taire est constituée par un cône 105. Une  grille 12 est située dans l'orifice d'échappe  ment à partir de     l'électrot@e    104 pour em  pêcher l'arc de s'étendre vers le haut.  



  Deux trappes 106 associées à l'électrode  mobile 108a, tombent et ferment l'ouverture  de l'électrode une fois que cette dernière a été  retirée, de telle sorte que les produits de l'arc  sont empêchés de s'écouler vers l'extérieur par  cette ouverture, mais passent à travers une  grille 107 de refroidissement.  



  Les balais 108, dans cette construction,  sont étagés le long de l'axe de l'électrode, de  telle sorte que si l'un d'eux vient hors de con  tact d'avec l'électrode 108a, par suite du  changement de diamètre de cette électrode,  l'autre restera en bon contact électrique avec  cette dernière.  



  La traverse 109     d'actionnement,    dans  cette construction, est fixée de telle sorte à  l'électrode 103a qu'elle passe en prise avec  les balais 108 lorsque l'interrupteur est  fermé. Ceci a pour effet de diminuer la lon  gueur nécessaire de la course complète pour  l'électrode et rend l'unité plus compacte.  



  Pour     l'actionnement    avec du liquide, les       interrupteurs    décrits peuvent être partielle  ment ou totalement remplis de liquide ou  peuvent être entièrement immergés au-dessous  de la surface d'un liquide se trouvant dans  un ou plusieurs récipients. Dans de tels cas,  il sera habituellement pratique de supporter  les unités par les isolateurs d'entrée, comme  par l'isolateur 102 de la     fig.    16, de la ma  nière bien connue relative à l'emploi de cuves.  



  Les dispositions comprenant des élec  trodes à arc et des moyens. pour augmenter  l'espace effectif entre ces électrodes, à une  valeur déterminée à l'avance, puis pour effec  tuer une pause dans l'allongement de cet es  pace, pendant laquelle un jet de fluide fonc  tionne pour éteindre l'arc dans cet espace, et  finalement pour augmenter l'espace de ma  nière à créer une isolation adéquate dans la  position complètement ouverte, sont particu  lièrement destinées à assurer l'effet utile      d'une pose sans l'aide d'amortisseurs, de       cames    ou d'autres dispositifs semblables en  permettant ainsi aux électrodes à arc de fonc  tionner selon leur course normale ininterrom  pue jusque dans la position complètement ou  verte.  



  Les exemples ci-dessus ne sont donnés  qu'à simple titre d'indication de l'ordre de  grandeur de l'espace proposé pour l'emploi et  ne sont pas destinés à. limiter l'invention à de  tels espaces.  



  Par exemple, dans les cas où des élec  trodes sont placées dans un jet de fluide qui  se déplace     complétement    au-dessus des sur  faces, c'est-à-dire dans la direction générale  perpendiculaire à l'axe des électrodes, par  exemple, comme dans le brevet anglais  no 366998, il pourrait être désirable de main  tenir l'arc dans la région balayée par un tel  jet ou dans une chambre dans laquelle ce jet  transversal agit.  



  Dans le cas d'interrupteurs dans lesquels  un arc doit être formé dans un jet de fluide,  de telle sorte que le jet tend à déplacer l'arc  avec lui et à l'allonger, des moyens peuvent  être prévus comprenant une barrière magné  tique localisée agissant pour raccourcir l'arc  par rapport à sa longueur sans cette barrière.  



  Le fluide employé pour éteindre l'arc  peut être un gaz, une vapeur ou un liquide.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Interrupteur électrique comprenant une paire d'électrodes à arc dont une est fixe et forme une partie au moins d'un passage pour un fluide et les gaz produits par l'arc, et une contre-électrode formant une partie au moins d'un second passage, caractérisé en ce que les extrémités adjacentes de ces passages sont en tourées par des organes présentant des sur faces faisant saillie latéralement par rapport à la direction de ces passages et formant les parois opposées d'une large région en forme de disque et constituant des moyens qui di rigent un jet de fluide de l'ensemble de la périphérie externe de cette région radialement vers l'intérieur, du côté d'une zone interne adjacente auxdits passages,
    des moyens étant prévus pour la formation d'un arc à l'inté rieur de cette zone interne, le jet de fluide étant dirigé de telle sorte que d'abord il ba laie lesdites parois opposées limitant la zone externe de la région en forme de disque, avant d'entrer dans la zone interne et passer ensuite dans l'un au moins des passages adja cents et s'échapper immédiatement à. travers lui.
    SOUS-REVENDICATIONS 1 Interrupteur selon la revendication,. ca ractérisé en ce qu'il comporte une troi sième électrode, mobile,. qui passe à tra vers le passage, de l'une des électrodes de la paire d'électrodes à arc pour faire con tact avec l'autre électrode de ladite paire et pour faire jaillir l'arc entre cette paire d'électrodes lors de l'ouverture de l'inter rupteur. .
    <B>2</B> Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce que l'une des électrodes de la paire d'électrodes à arc, qui s'étend dans la direction dans laquelle l'arc est initia lement allongé lors de l'ouverture de l'in terrupteur, est pourvue de moyens qui la maintiennent en contact mécanique et électrique avec une troisième électrode, mobile, durant une partie du temps du mouvement d'ouverture de l'interrupteur suffisante pour permettre l'extinction de l'arc entre la paire d'électrodes à arc.
    3 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce que les deux organes présen tant des surfaces faisant saillie latérale ment sont construits en métal mince et sont disposés symétriquement autour d'un axe commun et sont espacés l'un de l'autre dans la direction de cet axe, au moins pendant la rupture de l'arc, des moyens étant prévus pour former l'arc entre leurs régions centrales, des connexions de cou rant à ces organes étant disposées de telle sorte que le courant passant dans l'une des extrémités de l'arc converge vers lui à partir de la périphérie de l'un desdits organes et diverge à partir de l'autre ex- trémité de l'arc vers la périphérie de l'au tre desdits organes.
    4 Interrupteur selon la, revendication, carac térisé en ce que-l'un au moins des organes présentant des surfaces faisant saillie la téralement est en forme de plaque métal lique mince. 5 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que lesdits organes métalliques minces sont divisés en segments.
    6 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce qu'il comporte des moyens, en plus du jet de fluide dirigé vers l'in- - térieur, pour empêcher le mouvement des racines de l'arc extérieurement vers la pé riphérie de la région en forme de disque. 7 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les passages ont chacun une gorge d'en trée de section transversale circulaire, à travers laquelle du fluide venant de l'es pace de l'arc s'échappe axialement par rapport à l'un desdits organes et en ce que l'aire de la section transversale de cette gorge est une petite fraction de la surface limitée par la périphérie desdits organes.
    8 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce que les parois opposées de la région en forme de disque sont constituées par des faces d'extrémité parallèles prati quement planes, ces faces formant ensem ble un passage pour le fluide lorsqu'il s'approche des surfaces d'arc, passage dont une paroi est continue avec chaque électrode.
    9 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 8, caractérisé en ce que l'espace entre ces parois est pratiquement d'épaisseur uniforme. 10 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 8, caractérisé en ce que l'espace entre ces parois va en diminuant graduellement.
    11 Interrupteur selon la revendication, carac térisé par deux électrodes tubulaires, une électrode ayant une extrémité pratique ment plane dans un plan transversal à l'axe de l'électrode, et, sur l'autre élec trode mobile, un organe annulaire étant placé de manière à pouvoir coulisser sur elle, de telle sorte que pendant le mouve ment d'ouverture, le tube fait légèrement saillie au delà d'elle, de manière à inter rompre le contact après elle, mais de telle sorte que l'organe annulaire, qui fait saillie dans un plan pratiquement paral lèle à l'extrémité plane indiquée ci-dessus, constitue, avec cette extrémité, des moyens de guidage pour canaliser le gaz s'approchant de l'arc.
    1\? Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce qu'il comporte deux électrodes figes et une électrode mobile qui est dis posée de manière à s'étendre à travers le passage, dans chacune des deux électrodes fixes, de manière à relier ces électrodes dans la position fermée de l'interrupteur et pour être retirée de l'une de ces élec trodes figes, à travers l'autre, pour faire jaillir l'arc entre elles.
    13 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce qu'une troisième électrode, mobile, qui passe à travers le passage de l'une des électrodes de la paire d'élec trodes à arc pour faire contact avec l'au tre électrode de cette paire et pour trans férer l'arc entre les électrodes de cette paire lors de l'ouverture de l'interrupteur, est pourvue d'un contact à son autre ex trémité, avec lequel un quatrième con tact coopère en position fermée de l'in terrupteur. 14 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce que les parois opposées de l'espace en forme de disque sont formées de disques métalliques minces vers et à partir de la périphérie desquels le courant de l'arc est conduit.
    15 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce que la région en forme de dis que se trouve entre des faces de matière isolante. 16 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce que les surfaces des organes, par lesquels la région en forme de disque est limitée, sont formées de telle sorte que, lorsque la séparation des organes néces saires pour l'extinction de l'arc a eu lieu, la. surface effective pour l'entrée du fluide à la périphérie de cette région est moindre que la surface effective totale des gorges de sortie axiales.
    17 Interrupteur selon la revendication, ca ractérisé en ce que, au moins à l'instant où a lieu la rupture de l'arc, l'espace en forme de disque est de forme telle que la vitesse radiale vers l'intérieur du courant de fluide est pratiquement uniforme à tra vers la plus grande partie de cet espace. 18 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé par une surface de contact s'étendant vers le bas à. partir de l'électrode à travers laquelle la troisième électrode se meut vers le bas, et portée par cette première électrode, et par une surface de contact, sur la troi sième électrode, constituant un contact coulissant avec cette première surface.
    19 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 2, pour courant alter natif, caractérisé en ce que que le mouve ment de la troisième électrode, pendant lequel celle-ci est connectée à l'une de celles de la paire d'électrodes, est proportionné de telle façon, en étendue, par rapport à la vitesse du mouvement de cette troisième électrode, que l'espace d'arc reste in changé, à une longueur prédéterminée, pendant un laps de temps au moins égal à celui correspondant à une période du courant à, interrompre. 20 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce que les deux électrodes à arc présentent des passages pour les gaz à tra vers elles et en ce que, dans la position fermée de l'interrupteur, une troisième électrode ferme pratiquement les ouver tures de ces deux passages.
    21 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce que l'un au moins des pas sages présente au moins une partie de sa partie de sa paroi s'étendant dans la direc tion d'échappement du fluide et formée en matière conductrice en liaison électri que avec l'électrode associée, et en ce qu'une partie en matière magnétique est disposée dans la paroi de ce passage, de telle sorte qu'un champ est produit, qui tend à forcer une partie de l'arc dans ce passage contre cette partie en matière conductrice, pour diminuer un allonge ment ultérieur de cet arc.
    22 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 21, caractérisé en ce que le champ magnétique produit est asy métrique par rapport à l'axe du passage et agit avec le maximum d'intensité près et au-dessous du point de départ de l'arc. 23 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 21, caractérisé en ce que ce champ magnétique est produit au moyen d'un corps en forme de U, en une matière magnétique, placé dans une rai nure annulaire formée dans la matière de la paroi du passage.
    24 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un enroulement placé coaxialement à l'intérieur de l'une des électrodes et alimenté en courant de ma nière à faire tourner l'arc autour de l'axe des électrodes. 25 Interrupteur selon la revendication, carac térisé en ce qu'il comporte un enroulement entourant la paroi contenant le passage associé à. l'une des électrodes et alimenté en courant de manière à faire tourner l'arc autour de l'axe des électrodes, cet en roulement étant placé de telle sorte qu'il soit protégé de la flamme de l'arc par la dite paroi et par une partie au moins de l'organe formant une face de la région en forme de disque.
    26 Interrupteur selon la revendication, pour courant alternatif, caractérisé en ce que les moyens pour allumer l'arc compren nent une électrode mobile qui se déplace en contact avec une prolongation d'une des électrodes à arc pendant le laps d'au moins une période du courant et finale ment se sépare de cette électrode. 27 Interrupteur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le passage à travers l'une au moins des électrodes est pourvu de matière magnéti que, pour diminuer l'extension de l'arc à travers ce passage.
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