CH463598A - Interrupteur électrique - Google Patents

Description

  Interrupteur     électrique       La présente invention a pour objet un interrupteur  électrique comprenant deux contacts destinés à être dis  posés dans un circuit dans lequel un arc tend à se pro  duire lors de la fermeture et de l'ouverture.  



  Quand des circuits comportent des charges forte  ment inductives, les contacts d'un interrupteur à ferme  ture et rupture sont fréquemment faits en cuivre ou en  alliage d'argent et de cuivre ou d'argent et de tungstène  et sont toujours actionnés par des     mécanismes    puissants  à haute vitesse, car les tensions de choc produites à     la     fermeture et à la rupture croissent     exponentiellement     avec le temps. Alors même que les contacts comportent  invariablement un dispositif de suppression d'arc tel  qu'un soufflage magnétique ou une barrière d'arc, un  arc se forme qui est     disruptif    pour le métal des contacts.  On recherche toujours toute réduction possible de ces  effets d'érosion en dessinant ces contacts.  



  L'interrupteur faisant l'objet de l'invention est ca  ractérisé en     ce    que les contacts sont formés au moins  partiellement d'un métal ou d'un alliage     superconduc-          teur,    et en ce qu'il comprend un dispositif pour refroi  dir les contacts à une température à laquelle ils sont       superconducteurs.     



  Les métaux et les alliages qui deviennent     supercon-          ducteurs    présentent une résistivité électrique très faible  quand ils sont maintenus à des températures très basses ;  en     conséquence,    les hautes tensions de choc et les fortes  densités de courant qui se produisent à la fermeture et à  la rupture n'augmentent pas la température de fonc  tionnement des contacts faits de ces métaux ou alliages,  à moins que le courant n'excède une valeur critique. En  vertu de ce fait, la formation d'un arc est contrariée car  une augmentation de température est     normalement    liée  à la vaporisation des surfaces métalliques proches de  l'arc et à l'ionisation de la vapeur dans le voisinage  immédiat.

      En éliminant au moins partiellement l'ionisation, une  tension plus élevée est nécessaire pour former l'arc et,  en outre, une fois que l'arc a été     formé,    son action éro  sive est beaucoup moins forte par suite de la faible  densité de courant aux racines de l'arc proches des sur  faces métalliques.  



  Le matériau     superconducteur    est de préférence un  métal ou un alliage qui est     superconducteur    à la tem  pérature de l'hélium liquide, ce dernier pouvant être uti  lisé pour le refroidissement des contacts. Le métal peut  être le niobium ou l'étain et l'alliage un alliage de nio  bium et de zirconium (contenant ordinairement une     pro-          portion        atomique        de        25    à     33        %        de        zirconium),

          de        nio-          bium    et d'étain, ou de     nobium    et de titane contenant une       proportion        atomique        d'environ        40'%        de        titane.        On        pré-          fère    utiliser comme matériau     superconducteur    un alliage  de niobium et de zirconium, car il est comparativement  ductile et peut être ainsi mis à la forme désirée.

   Les mé  taux ou les alliages doivent être aussi purs que possible,       et        bien        qu'on        puisse        tolérer        des        impuretés        jusqu'à        0,1        %,     la teneur totale en impuretés ne dépasse pas de     préfé-          rence        0,05'%.     



  Les contacts sont montés de préférence dans un  logement qui est immergé dans de l'hélium liquide et  relié à un dispositif capable de le maintenir sous vide.  



  La figure unique du dessin représente en coupe, à  titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de  l'invention.  



  L'interrupteur représenté comprend deux contacts  massifs 1 en alliage de niobium et de zirconium et sont  reliés chacun à un porte-contact 2 et montés dans un  logement 3 qui est maintenu constamment sous vide par  un tuyau 4 et une pompe 5 destinée à éliminer les gaz.  Les contacts se font face dans l'espace vide à l'intérieur  du logement. Les porte-contact 2 passent à travers des  manchons 6 auxquels ils sont scellés par des soufflets 7.  Le logement 3 est entouré par de l'hélium liquide placé      dans un vase de Dewar 8. Les contacts sont amenés  en contact et séparés     mécaniquement    par des articula  tions mécaniques 10. Le courant est amené aux     porte-          contact    par des conducteurs 11.  



  On comprend que l'ensemble des contacts n'a pas  besoin d'être en matière     superconductrice.    La vaporisa  tion aux surfaces des contacts peut être minimisée en  utilisant un     capuchon    d'une matière     superconductrice     sur un conducteur     normal.    Dans les cas où les     portes     par     hystérésis    sont lourdes, par exemple quand on utilise  des     superconducteurs    durs fonctionnant en courant alter  natif, une couche périphérique de matière     superconduc-          trice    autour d'un conducteur normal réduit ces pertes à  un     minimum,

      tout en formant en même temps une  trappe     thermique    suffisamment grande pour dissiper la  chaleur de la région chaude     formée    par l'arc.  



  Les porte-contact peuvent être en aluminium, en  cuivre ou en argent puisque à de très basses tempéra  tures ces métaux présentent une augmentation de la       résistance    à la traction par rapport à la température  ordinaire. A 40 K par exemple, le cuivre présente une  résistance à la traction double de celle à la température  ordinaire et l'aluminium une résistance quadruple.  



  Pour maintenir la basse température nécessaire en  dépit de l'inévitable absorption de chaleur par le vase  de Dewar et de la production d'une petite quantité de  chaleur au niveau des contacts 1, on utilise des tuyaux  12 et 13     d'alimentation    et de drainage de l'hélium qui  passent à travers les parois du vase de Dewar et sont  reliés à un appareil de circulation et de réfrigération 14.

Claims (1)

1. REVENDICATION Interrupteur électrique, comprenant deux contacts destinés à être disposés dans un circuit dans lequel un arc tend à se produire lors de la fermeture et de l'ou verture, caractérisé en ce que les contacts sont formés au moins partiellement d'un métal ou d'un alliage super- conducteur, et en ce qu'il comprend un dispositif pour refroidir les contacts à une température à laquelle ils sont superconducteurs. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Interrupteur selon la revendication, caractérisé en ce que l'alliage superconducteur est un alliage de nio bium et de zirconium contenant une proportion atomi- que de 25 à 33'% de zirconium. 2.

   Interrupteur selon la revendication, caractérisé en ce que les contacts sont montés de façon à pouvoir se déplacer dans un logement immergé dans de l'hélium liquide et connecté à un dispositif permettant de le maintenir sous vide. 3. Interrupteur selon la revendication, caractérisé en ce que les corps des contacts sont formés par des conducteurs conventionnels autour desquels une couche périphérique du métal ou de l'alliage superconducteur est formée. 4.

   Interrupteur selon la revendication, caractérisé en ce que les contacts sont formés de conducteurs conven tionnels encapuchonnés du métal ou de l'alliage super- conducteur.