CH699821B1

CH699821B1 - Coupe-circuit électromécanique et procédé pour couper le courant dans ce coupe-circuit électromécanique.

Info

Publication number: CH699821B1
Application number: CH00217/07A
Authority: CH
Inventors: Serge Martin; Henri Duffour; Raphael Kissling; Bjorn Fischer
Original assignee: Secheron Sa
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2010-05-14
Also published as: AU2006257631B2; US20080197113A1; EP1911054B1; US7518477B2; PL1911054T3; WO2006134452A8; CA2611926A1; JP4856701B2; EP1911054A1; CN101243529B; WO2006133726A1; KR20080033904A; WO2006134452A1; RU2396627C2; JP2009501408A; BRPI0611611A2; HK1112321A1; AU2006257631A1; AU2006257631C1; UA90147C2

Abstract

Le coupe-circuit électromécanique est destiné à établir et couper le courant dans un circuit principal et comporte un élément de contact fixe (5) et un élément de contact mobile (6) qui, dans une première position, sont en contact électrique l’un avec l’autre pour transporter le courant du circuit principal. Ledit élément de contact mobile (6) est adapté pour être déplacé vers une seconde position dans laquelle il est séparé de l’élément de contact fixe (5), de sorte que le courant dans le circuit principal est coupé. Le coupe-circuit est muni d’un dispositif de soufflage (2) comportant une bobine d’aimantation (8) traversée par un courant d’aimantation afin de produire un champ magnétique adapté pour entraîner un arc généré par la séparation desdits deux éléments de contact (5, 6) dans des moyens d’extinction d’arc. Le dispositif de soufflage (2) comporte des électrodes (12) connectées électriquement à la bobine d’aimantation (8), et adaptées pour coopérer avec ledit arc de telle manière que ce dernier génère ledit courant d’aimantation dans la bobine d’aimantation (8). Le champ magnétique pour entraîner l’arc est généré par l’action dudit arc. Lesdites électrodes (12) sont situées dans une relation telle avec lesdits éléments de contact (5, 6) que l’arc généré par la séparation desdits deux éléments de contact est au moins partiellement séparé en un premier arc (13a) situé entre un élément de contact (5) et les électrodes (12), et un second arc (13b) entre les électrodes (12) et l’autre élément de contact (6). Ledit premier ou second arc (13a, 13b) est mis en couplage parallèle avec ladite bobine d’aimantation (8) connectée d’un côté aux électrodes (12), et de l’autre côté à l’un des éléments de contact (5, 6). Ces caractéristiques permettent d’obtenir une efficacité et des performances de coupure élevées, même pour la coupure de courants plus faibles.

Description

[0001] La présente invention concerne des coupe-circuit électromécaniques particulièrement mais non exclusivement adaptés à la protection d'installation à courant continu (DC), comme des réseaux de traction comportant des véhicules ferroviaires. De tels réseaux ont typiquement une tension nominale de 750 à 3000 V. Le coupe-circuit est par exemple utilisé pour l'interruption de courants forts en cas de court-circuit quelque part dans l'installation. Il a cependant également de nombreuses autres applications industrielles.

De tels coupe-circuit électromécaniques connus sont destinés à établir et à couper le courant dans un circuit principal, et comportent un élément de contact fixe et un élément de contact mobile qui, dans une première position, sont en contact électrique l'un avec l'autre pour conduire le courant du circuit principal, ledit élément de contact mobile étant adapté pour être déplacé vers une seconde position dans laquelle il est séparé de l'élément de contact fixe, de sorte que le courant est coupé dans le circuit principal, le coupe-circuit étant équipé d'un dispositif de soufflage comportant une bobine d'aimantation traversée par un courant magnétisant afin de produire un champ magnétique adapté pour entraîner un arc généré par la séparation desdits éléments de contact dans des moyens d'extinction d'arc,

le dispositif de soufflage comportant des moyens formant électrode connectés électriquement à la bobine d'aimantation, et adaptés pour coopérer avec ledit arc de telle manière que ce dernier génère ledit courant d'aimantation dans la bobine d'aimantation, le champ magnétique pour entraîner l'arc étant généré par l'action dudit arc.

[0002] Des coupe-circuit sont utilisés aujourd'hui dans la plupart des postes d'alimentation et des véhicules ferroviaires dans des systèmes de traction. Ces coupe-circuit électromécaniques comportent un élément de contact fixe coopérant avec un élément de contact mobile. Dans des conditions normales, ces éléments sont en contact l'un avec l'autre, et le courant dans un circuit principal est conduit entre les éléments. Lorsque l'on coupe le courant, la distance physique entre ces éléments de contact est augmentée par un type quelconque d'actionneur électromécanique qui crée un arc électrique entre les deux éléments de contact.

[0003] Afin de rendre la coupure du courant effective, cet arc électrique doit être éteint. Ceci est généralement accompli en utilisant ce qu'on appelle une boîte de soufflage d'un type connu dans laquelle l'arc est dirigé par une force en rapport avec le champ magnétique généré par le circuit principal. Dans cette boîte de soufflage, l'arc sera divisé en une multitude d'arcs plus petits, ce qui mènera finalement à la rupture finale de la conduction par les éléments de contact séparés.

[0004] La force électromagnétique pour déplacer l'arc dans la boîte de soufflage dans le cas d'un coupe-circuit DC est en général une fonction du carré de la valeur du courant. Un problème particulier se pose lorsque le courant devant être interrompu est très faible. Dans ce cas, la force générée ne sera pas suffisante pour déplacer l'arc dans la boîte de soufflage.

[0005] A cette fin, des coupe-circuit de ce type sont équipés de ce qu'on appelle un dispositif de soufflage qui peut être du type électromagnétique, ce qui signifie qu'une force électromagnétique est utilisée pour entraîner l'arc électrique dans un dispositif d'extinction d'arc, tel une boîte de soufflage.

[0006] Par exemple, dans le brevet US 4 302 644, une solution est proposée selon laquelle une bobine électrique est connectée en série avec les contacts, et prend ainsi l'ensemble du courant du coupe-circuit. Afin de conserver le volume de cet agencement dans certaines limites, seulement un petit nombre de spires peuvent être utilisées, ce qui limite l'efficacité pour couper des courants plus faibles.

[0007] On sait dans la technique antérieure que, dans certains cas, l'interruption de courant faible peut être beaucoup plus exigeante en matière de performance d'interruption que l'interruption d'un courant fort.

[0008] Un but de la présente invention est de fournir une conception améliorée d'un dispositif de soufflage pour un coupe-circuit électromécanique, éliminant les inconvénients des dispositifs connus.

[0009] Selon la présente invention, ce but est atteint en fournissant un dispositif de soufflage ayant les caractéristiques selon la revendication annexée 1, et qui est caractérisé par le fait que lesdits moyens formant électrode sont situés dans une telle relation avec lesdits éléments de contact que l'arc généré par la séparation desdits deux éléments de contact est au moins partiellement séparé en un premier arc entre un premier élément de contact et les moyens formant électrode, et un second arc entre les moyens formant électrode et l'autre élément de contact, lesdits premier et second arcs étant mis en couplage parallèle avec ladite bobine d'aimantation connectée sur un premier côté aux moyens formant électrode, et sur l'autre côté à l'un des éléments de contact.

[0010] Ces caractéristiques permettent d'obtenir un coupe-circuit ayant une efficacité élevée, même pour la coupure de courants plus faibles. En outre, une solidité et une longévité élevées ainsi qu'un prix de revient plus faible peuvent être obtenus.

[0011] De manière favorable, le dispositif de soufflage est agencé de telle manière que le courant passant dans la bobine d'aimantation est plus faible que le courant passant dans le premier ou second arc placé en couplage parallèle avec la bobine d'aimantation entre les moyens formant électrode et le premier desdits éléments de contact.

[0012] Il est ainsi possible d'utiliser une bobine d'aimantation avec un nombre considérable de spires, ce qui permet d'améliorer la performance et l'efficacité du dispositif de soufflage même lorsque l'on coupe des courants faibles.

[0013] Dans un mode de réalisation avantageux, l'élément de contact mobile comporte une surface qui est, dans une position prédéterminée de l'élément de contact mobile, affleurante avec un plan passant à travers la ou les électrodes agencées de part et d'autre de la trajectoire de l'élément de contact mobile, de sorte qu'au moins une partie de l'arc puisse sauter sur la ou les électrodes pour former ledit premier arc, et à partir de la ou des électrodes vers l'élément de contact mobile pour former ledit second arc.

[0014] Cet agencement permet d'obtenir un fonctionnement très précis et très sûr du coupe-circuit.

[0015] Le dispositif de soufflage est de manière favorable équipé d'un circuit d'aimantation comportant au moins deux bras, chacun terminé par au moins une pièce polaire, ledit champ magnétique servant à entraîner l'arc étant généré au moins partiellement entre lesdites pièces formant pôle.

[0016] Ces caractéristiques permettent de générer un champ magnétique particulièrement bien adapté pour entraîner l'arc dans la boîte de soufflage, en permettant ainsi d'obtenir une performance et une sécurité de coupure élevées.

[0017] La présente invention concerne en outre un procédé de coupure du courant dans un coupe-circuit électromécanique destiné à couper le courant dans un circuit principal, et comportant un élément de contact fixe et un élément de contact mobile qui, dans une première position, sont en contact électrique l'un avec l'autre pour conduire le courant du circuit principal, ledit élément de contact mobile étant adapté pour être déplacé vers une seconde position dans laquelle il est séparé de l'élément de contact fixe, de sorte que le courant dans le circuit principal est coupé,

un arc généré par la séparation desdits deux éléments de contact étant entraîné dans des moyens d'extinction d'arc par un dispositif de soufflage comportant une bobine d'aimantation traversée par un courant d'aimantation afin de produire un champ magnétique adapté pour entraîner ledit arc, le champ magnétique pour entraîner l'arc étant généré par l'action de l'arc, ce dernier étant forcé de coopérer avec des moyens formant électrode connectés électriquement à la bobine d'aimantation afin de générer ledit courant d'aimantation dans la bobine d'aimantation pour entraîner l'arc dans les moyens d'extinction d'arc, caractérisé en ce que l'arc généré par la séparation desdits deux éléments de contact est au moins partiellement séparé en un premier arc entre un premier élément de contact et les moyens formant électrode,

et un second arc entre les moyens formant électrode et l'autre élément de contact, ledit premier ou second arc étant mis en couplage parallèle avec ladite bobine d'aimantation connectée d'un côté aux moyens formant électrode, et de l'autre côté à l'un des éléments de contact.

[0018] D'autres caractéristiques, buts, utilisations et avantages de la présente invention vont apparaître à la lumière des revendications dépendantes et de la description qui suit, en se reportant aux dessins annexés, formant partie de celle-ci, et sur lesquels:
<tb>la fig. 1 <sep>représente un coupe-circuit selon la présente invention avec un dispositif de soufflage et une boîte de soufflage associé.

<tb>La fig. 2 <sep>est une autre vue de l'agencement du dispositif de soufflage selon la fig. 1.

<tb>La fig. 3 <sep>représente l'agencement mécanique des électrodes dans un coupe-circuit selon la présente invention.

<tb>La fig. 4 <sep>représente un exemple de l'agencement du circuit magnétique dans ledit dispositif de soufflage.

<tb>La fig. 5 <sep>montre des détails du circuit magnétique dans ledit dispositif de soufflage.

<tb>La fig. 6 <sep>est une vue latérale des éléments représentés sur la fig. 5.

<tb>La fig. 7 <sep>est une vue détaillée de certains éléments représentés sur la fig. 5.

<tb>La fig. 8 <sep>montre une variante du coupe-circuit comportant un aimant permanent dans le dispositif de soufflage.

<tb>Les fig. 9A, 9B, 9Cet 9D<sep>représentent de manière schématique la formation d'un arc dans un coupe-circuit selon la présente invention.

[0019] La fig. 1 représente schématiquement et de manière générale un coupe-circuit selon la présente invention, avec un dispositif de soufflage 2 et une boîte de soufflage associée 1. Cette boîte de soufflage est de conception habituelle, et ne sera pas décrite davantage dans ce contexte. La trajectoire de courant principal passe à travers la barre de contact 3 en direction d'un élément de contact mécanique fixe 5, à travers un élément de contact mécanique mobile associé 6, et la barre de contact 4. Dans des conditions normales, ces éléments de contact sont en contact électrique l'un avec l'autre, et transportent le courant principal. Le courant au travers des éléments de contact mécanique pourrait circuler dans une direction quelconque au moment où le coupe-circuit est actionné.

[0020] Le mouvement de l'élément de contact mécanique 6 est commandé par un actionneur très rapide 7 créant le mouvement physique nécessaire pour l'ouverture du contact électrique, par exemple en tirant les éléments de contact pour les éloigner l'un de l'autre, et en augmentant la distance entre les éléments.

[0021] Une situation typique dans laquelle le coupe-circuit est actionné survient lorsque pour une raison quelconque un court-circuit apparaît quelque part dans le circuit principal dans lequel le coupe-circuit est connecté.

[0022] Un tel court-circuit pourrait augmenter le courant considérablement, bien au-dessus des valeurs nominales, ce qui pourrait bien entendu détériorer les composants et l'équipement sur ledit circuit principal.

[0023] Afin de minimiser l'effet d'un tel court-circuit, il serait alors intéressant de couper complètement le courant aussi rapidement que possible, ce qui est donc réalisé par le coupe-circuit.

[0024] Le coupe-circuit doit cependant également être capable de couper des courants plus faibles, ce qui peut occasionner les plus gros problèmes de conception.

[0025] Des moyens de détection (non représentés) sont par exemple agencés dans le circuit principal, et sont destinés à détecter des conditions dans lesquelles le courant principal doit être coupé. Une telle condition peut consister en une augmentation du courant pouvant résulter d'un court-circuit. Des moyens de commande associés (non représentés) envoient un signal à l'actionneur 7 du coupe-circuit, qui ouvre alors le contact. Le coupe-circuit pourra toutefois aussi être actionné manuellement ou en utilisant un signal de commande ordinaire envoyé à l'actionneur 7 sans détection de conditions anormales.

[0026] La fig. 2 est une autre vue de l'agencement du dispositif de soufflage 2 selon la fig. 1. Sur cette figure, la boîte de soufflage n'est pas représentée. L'actionneur 7 et les barres de contact 3, 4 sont indiqués, ainsi que deux pièces formant pôle 9 qui seront décrites plus en détail ci-dessous. La surface supérieure sensiblement plate 15 constitue la surface de support pour la boîte de soufflage associée.

[0027] La fig. 3 montre l'agencement mécanique des électrodes dans le dispositif de soufflage 2. Dans un orifice 16 situé dans la partie centrale d'une surface de support 15, les deux pièces formant pôle 9 se rejoignent vers le haut dans la direction de la boîte de soufflage 1 non représentée sur cette figure. A travers cet orifice 16, deux électrodes 12 montées de chaque côté de l'élément de contact mobile 6 sont également visibles. Comme décrit ci-dessous, ces électrodes constituent une partie essentielle de la présente invention.

[0028] Le dispositif de soufflage 2 comporte en outre une première corne de guidage 20 montée au-dessus de l'élément de contact mobile 6, et connectée électriquement à ce dernier, et une seconde corne de guidage 21 montée au-dessus de l'élément de contact fixe 5, et connectée électriquement à ce dernier.

[0029] La fig. 4 représente un mode de réalisation de l'agencement d'un circuit magnétique 25 dans le dispositif de soufflage 2. Une bobine d'aimantation 8 génère un champ magnétique dans ledit circuit magnétique comportant un noyau 8a et deux bras 11 se terminant chacun par une pièce polaire 9. Dans le circuit magnétique sont également agencées deux pièces polaires 10, formant une partie de la boîte de soufflage 1 qui sera montée sur le dessus de la surface de support 15.

[0030] Ces pièces polaires 10 ne sont pas fixées sur les pièces polaires 9, mais seront agencées à proximité ou bien en contact avec ces pièces polaires 9 lorsque la boîte de soufflage 1 est montée sur le dessus du dispositif de soufflage 2. Les noyaux, bras et pièces polaires du circuit magnétique sont avantageusement réalisés en fer. Cet agencement est également représenté de manière schématique sur la fig. 5.

[0031] La fig. 5 montre des détails du circuit magnétique 25 dans le dispositif de soufflage 2. Il convient de noter que la fig. 5est schématique, et est en particulier destinée à montrer la génération du champ magnétique 26 dans l'intervalle entre les éléments de contact fixe et mobile 5, 6 et dans la boîte de soufflage. Lorsqu'elle est activée par un courant l(B), la bobine d'aimantation 8 génère un flux magnétique à travers les bras 11 du circuit magnétique, et dans l'intervalle entre les pièces polaires 9, 10. La conception et l'agencement des pièces polaires 9 sont tels qu'une induction plus élevée est obtenue dans la zone de la boîte de soufflage 27, et une induction plus faible ou même considérablement plus faible 2 est générée dans la zone 28 entre les éléments de contact mobile et fixe 5, 6.

[0032] La fig. 5 montre également que les deux électrodes 12 constituant les moyens formant électrode sont agencées autour de l'élément de contact mobile 6 de manière à l'entourer. Chacune de ces électrodes 12 comporte dans sa partie supérieure une saillie 30 disposées en regard l'une de l'autre. Les deux électrodes sont connectées électriquement par un fil 31. Elles sont également connectées électriquement par un fil 32 à la bobine d'aimantation 8, et à partir de celle-ci par un fil 33 à l'élément de contact mobile 6.

[0033] La fig. 6 est une vue latérale de l'agencement des électrodes 12 dans le dispositif de soufflage 2. Elle illustre schématiquement la manière dont le courant d'activation l(B) pour la bobine d'aimantation 8 est généré automatiquement pendant la séquence de coupure sans apport d'énergie depuis l'extérieur du coupe-circuit. Les éléments de contact fixe et mobile 5, 6 sont représentés en vue latérale. Un circuit électrique coopérant comporte l'élément de contact mobile 6, la bobine d'aimantation 8, et la paire d'électrodes 12 positionnées de chaque côté de l'élément de contact mobile 6. L'agencement de ces électrodes est également représenté sur la fig. 7.

[0034] Dans des conditions normales, les éléments de contact fixe et mobile sont en contact électrique, et conduisent l'intégralité du courant principal l(M). Dans le mode de réalisation représenté, en particulier sur les fig. 1 et 6, l'élément de contact mobile 6 a un mouvement pivotant 35. Ceci signifie que dans des conditions normales, les surfaces 17, 18 des éléments de contact 6 et 5, respectivement, sont en contact électrique.

[0035] Si maintenant certaines conditions prédéfinies sont détectées dans le circuit principal, ce qui d'après la stratégie appliquée devrait entraîner une coupure du courant principal, alors l'actionneur 7 pourrait être du type électromécanique agissant sur l'élément de contact mobile 6 qui recevra un signal de commande. En résultat, l'élément de contact mobile 6 est écarté de l'élément de contact fixe 5.

[0036] Le courant principal l(M) ne chutera cependant pas immédiatement à zéro du fait qu'un arc électrique 13 se crée entre les éléments de contact fixe et mobile 5 et 6, respectivement. Le défi pour un coupe-circuit est alors d'éteindre cet arc électrique aussi rapidement que possible afin de limiter les dégâts possibles sur le circuit principal.

[0037] Comme décrit ci-dessus, ce type de coupe-circuit utilise une boîte de soufflage 1 dans laquelle l'arc électrique 13 est forcé afin de le diviser, et finalement de l'éteindre. Sur les fig. 1 et 6, la boîte de soufflage 1 est agencée physiquement dans la partie supérieure de la figure. Une force d'entraînement F qui amènera l'arc dans la boîte de soufflage est créée par l'interaction entre l'arc et le champ magnétique 26 dans l'espace autour des éléments de contact 5, 6. Cette force d'entraînement F doit alors être dirigée dans une direction vers le haut sur la fig. 6.

[0038] La force résultante sur l'arc 13 dans le coupe-circuit selon le présent mode de réalisation de la présente invention a en principe trois composantes qui seront décrites ci-dessus. Une composante supplémentaire sera ajoutée dans une variante selon la fig. 8.

[0039] Déjà lors de l'apparition de l'arc 13 entre les éléments de contact 5, 6, cet arc sera exposé à une force due au magnétisme rémanent dans les parties en acier entourant l'espace où l'arc survient. De plus, l'arc 13 lui-même crée un champ magnétique qui tentera de le dévier. Lorsque la distance entre les éléments de contact 5, 6 augmente, l'arc 13 devient plus long, et l'élément de contact mobile 6 atteint une position dans laquelle une surface 17 de l'élément de contact mobile 6 est affleurante à un plan passant à travers les électrodes 12 agencées de part et d'autre de la trajectoire de l'élément de contact mobile 6, comme représenté sur les fig. 6 et 7. L'arc a en réalité la forme d'un plasma et le point ou la zone d'impact sur les surfaces 17 et 18 ne sont pas bien définis.

Lorsque le courant l(B)est nul, ce qui est le cas jusqu'à présent, le potentiel sur les électrodes 12 est le même que sur la surface 17. L'arc ou une partie de celui-ci peut maintenant sauter vers une des électrodes 12 d'un premier côté de l'élément de contact 6, ce qui crée alors un premier arc 13a entre l'élément de contact fixe 5 et l'électrode 12, et un arc supplémentaire 13b entre l'électrode 12 et la surface 17. La différence de potentiel pour l'arc entre l'électrode 12 et la surface 17 entraîne maintenant un courant passant à travers la bobine d'aimantation 8. Selon la présente invention, ce fait est utilisé afin de créer un champ magnétique dans l'espace entre les éléments de contact 5, 6 et les pièces polaires 9, 10, pour assurer que l'arc est alors poussé vers le haut dans la boîte de soufflage 1.

Il a été démontré que cet agencement donne de très bons résultats également pour des valeurs plus faibles du courant principal. Il convient de noter que l'agencement fonctionne dans les deux directions du courant principal au moment de la coupure.

[0040] Une fois dans la boîte de soufflage 1, l'arc a quitté les électrodes 12. La force pour pousser l'arc plus loin est ainsi créée par l'induction rémanente du circuit magnétique. Plus le niveau d'induction est élevé, plus l'arc sera soufflé rapidement dans la boîte de soufflage.

[0041] Comme cela a été décrit en se reportant à la fig. 5, le flux magnétique est, du fait de leur conception, beaucoup plus élevé entre les pièces polaires 9 et 10 et dans la boîte de soufflage 1 qu'à proximité des éléments de contact 5, 6, ce qui constitue un avantage.

[0042] La fig. 7 est une vue détaillée d'un exemple d'agencement des électrodes 12 dans le dispositif de soufflage 2. Les électrodes 12 entourent étroitement l'élément de contact mobile 6 pour permettre à l'arc 13, ou au moins à une partie dudit arc, de sauter. Juste au-dessus de l'élément 6, les électrodes 13 sont munies de deux saillies 30 se faisant mutuellement face. Ces parties des électrodes arrêtent efficacement l'arc, l'empêchant de se déplacer entre les électrodes sans toucher celles-ci.

[0043] La fig. 8 représente une variante du mode de réalisation précédent comportant un aimant permanent supplémentaire 14 dans un dispositif de soufflage selon le mode de réalisation de la fig. 6. Cet aimant permanent 14 crée un flux magnétique supplémentaire 14a dans la zone de formation d'arc, dans l'espace entre les éléments de contact 5, 6. Ce flux crée une force Fp sur l'arc 13 dès le départ, qui ne contribue pas directement au mouvement de l'arc vers le haut jusque dans la boîte de soufflage. Cette force sera dirigée perpendiculairement au plan du papier, et poussera ainsi l'arc à venir en contact latéral avec l'une des électrodes 12, lors d'une étape précoce.

[0044] Les fig. 9A, 9B, 9Cet 9Dmontrent de manière schématique la formation de l'arc lors de la coupure du courant l(M)entre les éléments de contact fixe et mobile 5, 6 dans quatre positions différentes.

[0045] Sur la fig. 9A, l'arc 13 survient entre les éléments de contact 5, 6, et le courant (I(M)) est entraîné à travers ledit arc.

[0046] Sur la fig. 9B, l'arc 13 devient plus long lorsque l'élément de contact mobile 6 s'approche des électrodes 12.

[0047] Sur la fig. 9C, l'élément de contact mobile 6 est compris dans un plan 36 passant au travers les électrodes 12. L'arc 13 ou une partie dudit arc saute maintenant latéralement vers l'une des électrodes 12.

[0048] Finalement, sur la fig. 9D, l'arc, ou une partie de celui-ci, est divisé en un premier arc 13a entre l'élément de contact fixe 5 et l'une des électrodes 12, et un second arc 13b entre l'électrode 12 et l'élément de contact mobile 6.

[0049] Une première partie du courant l(M) est établie entre l'électrode 12 et l'élément de contact mobile 6 au travers du canal du second arc 13b. Une autre partie du courant l(B) passe depuis l'électrode 12 vers le contact mobile 6 en étant entraînée à travers la bobine 8, et en générant ainsi le champ magnétique 26.

[0050] Le courant I(B) traversant la bobine 8 a une valeur beaucoup plus faible que le courant l(M)traversant l'arc 13b. Typiquement, l(B)peut avoir des valeurs de 10 à 50 A, et l(M)des valeurs situées entre 1000 et 200 000 A. I(B) est ainsi, de manière préférable au moins trois fois inférieur à I(M).

[0051] La résistance de l'arc 13b est beaucoup plus faible que la résistance de la bobine 8. Ladite bobine 8 est mise en couplage parallèle avec l'arc 13b.

[0052] Du fait de cet agencement particulier des électrodes 12 et des éléments de contact mobile et fixe, l'avantage d'un couplage parallèle de l'arc ou d'une partie de l'arc et de la bobine 8 peut être obtenu. Il est ainsi possible de doter le dispositif de soufflage d'une bobine 8 ayant un nombre considérable de spires, ce qui permet de générer un champ magnétique élevé 26. L'efficacité du dispositif de soufflage est ainsi beaucoup plus grande par comparaison aux dispositifs de soufflage connus dans lesquels l'intégralité du courant passe à travers la bobine. Dans lesdits dispositifs connus, la bobine ne peut avoir qu'un nombre très limité de spires. Par conséquent, une efficacité de soufflage très limitée peut être obtenue dans les dispositifs connus.

[0053] En outre, dans la présente invention, la bobine n'est pas soumise à des courants forts, et le dispositif a par conséquent une bien meilleure longévité, et un prix de revient plus faible par comparaison à des dispositifs connus.

[0054] Comme représenté sur les fig. 5à 9, les électrodes 12 sont situées dans une relation telle avec les éléments de contact 5, 6 que l'arc généré par la séparation des deux éléments de contact est au moins partiellement séparé en un premier arc 13a entre l'un des éléments de contact, ici l'élément de contact fixe 5, et les électrodes 12, et un second arc 13b entre les électrodes 12 et l'autre élément de contact, ici l'élément de contact mobile 6. Le second ou le premier arc 13b ou 13a sont placés en couplage parallèle avec la bobine d'aimantation 8 qui est connectée sur un côté aux électrodes 12, et de l'autre côté à l'un des éléments de contact 5 ou 6, ici l'élément de contact mobile 6. En particulier, ces caractéristiques permettent d'obtenir les avantages mentionnés ci-dessus.

[0055] Bien entendu, le mode de réalisation décrit ci-dessus n'est en aucune manière limitatif, et peut faire l'objet de toute modification souhaitable dans le cadre défini par les revendications.

[0056] La bobine 8 peut être connectée entre les électrodes 12 et l'élément de contact fixe 5, comme indiqué par des traits interrompus sur la fig. 9D.

[0057] Les électrodes 12 peuvent avoir une forme très différente. Une seule électrode peut être prévue en tant que moyens formant électrode. Cette unique électrode pourrait être montée autour de l'élément de contact mobile 5 de manière à l'entourer.

[0058] Le coupe-circuit pourrait être muni de plus d'un élément de contact mobile et fixe.

[0059] La conception du circuit magnétique 25, des bras 11 et des pièces polaires 9 et 10 pourra être choisie de manière différente.

[0060] Le dispositif de soufflage 2 pourra être muni de plus d'une bobine, ces dernières étant cependant placées en couplage parallèle avec l'arc ou une partie de l'arc.

Claims

1. Coupe-circuit électromécanique destiné à établir et à couper le courant dans un circuit principal (3, 4), et comportant un élément de contact fixe (5) et un élément de contact mobile (6) qui, dans une première position, sont en contact électrique l'un avec l'autre afin de conduire le courant du circuit principal (3, 4), ledit élément de contact mobile (6) étant adapté pour être déplacé vers une seconde position dans laquelle il est séparé de l'élément de contact fixe (5) de sorte que le courant dans le circuit principal est coupé, le coupe-circuit étant muni d'un dispositif de soufflage (2) comportant une bobine d'aimantation (8) traversée par un courant d'aimantation afin de produire un champ magnétique (26) adapté pour entraîner un arc généré par la séparation desdits deux éléments de contact (5, 6) dans des moyens d'extinction d'arc (1),

le dispositif de soufflage (2) comportant des moyens formant électrode (12) connectés électriquement à la bobine d'aimantation (8), et adaptés pour coopérer avec ledit arc d'une manière telle que ce dernier génère ledit courant d'aimantation dans la bobine d'aimantation (8), le champ magnétique pour entraîner l'arc étant généré par l'action dudit arc, caractérisé en ce que lesdits moyens formant électrode (12) sont situés dans une telle relation avec lesdits éléments de contact (5, 6) que l'arc généré par la séparation desdits deux éléments de contact est au moins partiellement séparé en un premier arc (13a) entre un premier élément de contact (5) et les moyens formant électrode (12), et un second arc (13b) entre les moyens formant électrode (12) et l'autre élément de contact (6), ledit premier ou second arc (13a, 13b)

étant mis en couplage parallèle avec ladite bobine d'aimantation (8) connectée d'un côté aux moyens formant électrode (12), et de l'autre côté à l'un des éléments de contact (5, 6).

2. Coupe-circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de soufflage est agencé de telle manière qu'un courant (l(B)) passant dans la bobine d'aimantation (8) est plus faible que le courant (l(M)) passant dans le premier ou second arc (13a, 13b) mis en couplage parallèle avec la bobine d'aimantation (8) entre les moyens formant électrode (12) et l'un desdits éléments de contact (5, 6).

3. Coupe-circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens formant électrode comportent une ou deux électrodes (12) montées de part et d'autre de l'élément de contact mobile (6), afin d'entourer ce dernier.

4. Coupe-circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de contact mobile (6) comporte une surface (17) qui est, dans une position prédéterminée de l'élément de contact mobile (6), affleurante à un plan passant à travers la ou les électrode(s) (12) agencées de part et d'autre de la trajectoire de l'élément de contact mobile (6), de sorte qu'au moins une partie de l'arc (13) peut sauter sur l'électrode ou les électrodes (12) pour former ledit premier arc (13a), et à partir de la ou des électrode(s) (12) vers l'élément de contact mobile (6) pour former ledit second arc (13b).

5. Coupe-circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens formant électrode comportent deux électrodes (12) montées de part et d'autre de l'élément de contact mobile (6), et toutes deux munies d'une saillie (30) agencées l'une en regard de l'autre, lesdites saillies (30) étant conformées de manière à collecter l'arc.

6. Coupe-circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de soufflage (2) est muni d'un circuit d'aimantation (25) comportant au moins deux bras (11) terminés chacun par au moins une pièce polaires (9), ledit champ magnétique (26) servant à entraîner l'arc étant généré au moins partiellement entre lesdites pièces polaires (9).

7. Coupe-circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'extinction sont une boîte de soufflage (1) montée sur le dispositif de soufflage (2), cette boîte de soufflage (1) étant munie, sur son côté proche du dispositif de soufflage (2), de deux pièces polaires supplémentaires (10) agencées à proximité desdites pièces polaires (9), ou en contact avec celles-ci.

8. Coupe-circuit selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la conception et l'agencement des pièces polairse (9, 10) sont tels qu'une induction supérieure est obtenue dans la zone des moyens d'extinction d'arc (1), et une induction inférieure est obtenue dans la zone entre les éléments de contact mobile et fixe (5, 6).

9. Coupe-circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de soufflage (2) est muni d'au moins un aimant permanent (14) adapté pour générer une force sur l'arc afin de déplacer celui-ci, de sorte que l'arc est forcé de venir en contact avec les moyens formant électrode (12).

10. Coupe-circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni de moyens de détection pour détecter des conditions prédéterminées sur le circuit principal sous lesquelles le courant principal doit être coupé, lesdits moyens de détection coopérant avec un actionneur (7) adapté pour déplacer l'élément de contact mobile (6) de manière à couper ledit courant principal.

11. Procédé pour couper le courant dans un coupe-circuit électromécanique selon la revendication 1 destiné à couper le courant d'un circuit principal (3, 4), et comportant un élément de contact fixe (5) et un élément de contact mobile (6) qui, dans une première position, sont en contact électrique l'un avec l'autre pour conduire le courant du circuit principal (3, 4); caractérisé par le fait que ledit procédé comprend les étapes suivantes:

1. ledit élément de contact mobile (6) est déplacé vers une seconde position dans laquelle il est séparé de l'élément de contact fixe (5) de sorte que le courant sur le circuit principal est coupé;

2. un arc est généré par la séparation desdits deux éléments de contact (5, 6) et est entraîné dans des moyens d'extinction d'arc (1) par un dispositif de soufflage (2) comportant une bobine d'aimantation (8) traversée par un courant d'aimantation afin de produire un champ magnétique (26) adapté pour entraîner ledit arc, le champ magnétique pour entraîner l'arc étant généré par l'action de l'arc, ce dernier étant forcé à coopérer avec des moyens formant électrode (12), connectés électriquement à la

3. bobine d'aimantation (8) afin de générer ledit courant d'aimantation dans la bobine d'aimantation (8) pour entraîner l'arc dans les moyens d'extinction d'arc (1);

4. l'arc généré par la séparation desdits deux éléments de contact (5, 6) est au moins partiellement séparé en un premier arc (13a) entre un élément de contact (5) et les moyens formant électrode (12), et un second arc (13b) entre les moyens formant électrode (12) et l'autre élément de contact (6);

5. ledit premier ou second arc (13a, 13b) est mis en couplage parallèle avec ladite bobine d'aimantation (8) connectée d'un côté aux moyens formant électrode (12), et de l'autre côté à l'un des éléments de contact (5, 6).

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le courant (l(B)) passant dans la bobine d'aimantation (8) est plus faible que le courant (l(M)) passant dans le premier ou second arc (13a, 13b) mis en couplage parallèle avec la bobine d'aimantation (8) entre les moyens formant électrode (12) et l'un desdits éléments de contact (5, 6).

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'une ou deux électrodes (12) constituant lesdits moyens formant électrode sont agencées de part et d'autre de l'élément de contact mobile (6), de manière à entourer ce dernier.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément de contact mobile (6) est agencé de telle manière qu'une surface (17) de celui-ci est, dans une position prédéterminée de l'élément de contact mobile (6), affleurant à un plan traversant la ou les électrode(s) (12) agencées de part et d'autre de la trajectoire de l'élément de contact mobile (6), de telle sorte qu'au moins une partie de l'arc (13) peut sauter vers l'électrode ou les électrodes (12) afin de former ledit premier arc (13a), et depuis la ou les électrode(s) (12) vers l'élément de contact mobile (6) pour former ledit second arc (13b).

15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens formant électrode sont mis en forme de manière à former deux électrodes (12) montées de part et d'autre de l'élément de contact mobile (6), et toutes deux munies d'une saillie (30) agencées l'une en regard de l'autre, lesdites saillies (30) étant conformées de manière à collecter l'arc.

16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que le champ magnétique généré dans la bobine d'aimantation est conduit par un circuit d'aimantation, comportant au moins deux bras (11) terminés chacun par au moins une pièce polaires (9), vers une position prédéterminée adaptée pour entraîner l'arc dans les moyens d'extinction d'arc (1).

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la conception et l'agencement des pièces polaires sont choisis de telle manière qu'une induction supérieure est obtenue dans la zone des moyens d'extinction d'arc (2), et une induction inférieure est obtenue dans la zone entre les éléments de contact mobile et fixe (5, 6).

18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé en ce qu'au moins un aimant permanent (14) est monté dans le dispositif de soufflage, et est adapté pour générer une force sur l'arc afin de déplacer ce dernier de sorte que l'arc est forcé de venir en contact avec les moyens formant électrode (12).