EP0470013A1 - Chambre de coupure a separateurs frittes - Google Patents

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EP0470013A1
EP0470013A1 EP91420243A EP91420243A EP0470013A1 EP 0470013 A1 EP0470013 A1 EP 0470013A1 EP 91420243 A EP91420243 A EP 91420243A EP 91420243 A EP91420243 A EP 91420243A EP 0470013 A1 EP0470013 A1 EP 0470013A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plates
copper
tungsten
chamber according
arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91420243A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Batteux
Jean-Luc Payet-Burin
Yves Clery
Hubert Garcia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric SE
Original Assignee
Merlin Gerin SA
Schneider Electric SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merlin Gerin SA, Schneider Electric SE filed Critical Merlin Gerin SA
Publication of EP0470013A1 publication Critical patent/EP0470013A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/34—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
    • H01H9/36—Metal parts

Definitions

  • the invention relates to a breaking chamber for a low voltage circuit breaker with molded housing, comprising a stack of conductive plates for cooling and extinguishing the arc.
  • breaking chambers with deionization plates has become widespread in low-voltage circuit-breakers with molded casings, for extinguishing a fault or short-circuit arc.
  • the performance of the chamber is essentially determined by the capacity for absorbing thermal energy, which capacity can be increased by increasing the volume of the chamber and / or the number of sheets. The space requirement can become excessive during high performance.
  • a similar problem arises for a range of circuit breakers, some of which have a high breaking capacity. It is interesting to keep the standard structure of the circuit breaker for the whole range and to increase the breaking capacity by adapting certain parts, in particular the breaking chamber for high performance devices.
  • the object of the present invention is to produce a breaking chamber with high thermal capacity, and this chamber is characterized in that it comprises plates made of a sintered material, consisting of a refractory material based on tungsten or molybdenum, and another based on copper or silver.
  • the usual separators or sheets have a melting temperature of around 1500 ° C, which is quickly reached, and the iron droplets disperse in the chamber where they solidify again, creating protuberances.
  • the melting temperature of tungsten is notably higher and close to 3400 ° C, while the evaporation temperature of copper is around 2600 ° C.
  • the chambers according to the invention it has been observed, during a high thermal stress, due to the breaking of a short-circuit current important, an evaporation of copper with a strong absorption of energy, and this vapor follows the gas flow, without dispersing in the device. To this energy absorption effect is added that of the strong thermal conduction of the sintered material, almost three times that of iron, which contributes to the evacuation of heat. The thermal capacity of the room is thus multiplied by 4 or 5 without increasing the size.
  • the material may be sintered or be an alloy, for example of tungsten and copper, or of plasma-coated copper of tungsten or molybdenum.
  • the sintered material may also contain nickel. Similar performances are obtained in a hybrid chamber, of which only the most stressed plates, towards the center of the chamber, are in the inventive sintered material, the others being standard plates in sheet metal.
  • each plate 10,11,12,13 is arranged in parallel with small spacing between two insulating supports 14,15.
  • the plates 10-13 are made of a conductive material and an arc 18 drawn during the separation of the contacts 16,17 is moved by any appropriate means, in particular electromagnetic or electrodynamic, towards the chamber where it enters between the plates 10-13 in subdividing into arc sections which cools in contact with the plates.
  • Such chambers are well known to specialists.
  • all of the plates 10-13 or at least the most stressed central plates 11,12 are made of a sintered material, the others 10,13 being for example of steel.
  • the sintered material is based on tungsten and copper, with possibly an addition of nickel.
  • the refractory material, tungsten can be replaced by molybdenum and as a binder can be used, instead of copper, silver or iron. Sintering techniques are well known and need not be described.
  • a composition containing 60% by weight of tungsten and 40% of copper has given remarkable performance, the percentage of tungsten advantageously being between 80 and 40 and that of copper between 20 and 60.
  • Such a chamber can be incorporated in a standard circuit breaker in place of the usual sheet metal chamber, to increase the breaking capacity of this circuit breaker.
  • the material may be a composite of a refractory material and a material with a lower evaporation temperature reached by an intense arc. Plates made of a mixture of tungsten and copper can be used or copper plates coated with a layer of tungsten by plasma spray.

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

Les plaques d'une chambre de coupure d'un disjoncteur basse tension sont en un matériau fritté à base d'un matériau réfractaire et d'un liant. <IMAGE>

Description

  • L'invention est relative à une chambre de coupure pour un disjoncteur basse tension à boîtier moulé, comportant un empilage de plaques conductrices de refroidissement et d'extinction de l'arc.
  • L'emploi de chambres de coupure à tôles de désionisation s'est généralisé dans les disjoncteurs basse tension à boîtier moulé, pour l'extinction d'un arc de défaut ou de court-circuit. Les performances de la chambre sont essentiellement déterminées par la capacité d'absorption d'énergie thermique, laquelle capacité peut être accrue par augmentation de volume de la chambre et/ou du nombre de tôles. L'encombrement peut devenir excessif lors de hautes performances. Un problème analogue se pose pour une gamme de disjoncteurs dont certains ont un pouvoir de coupure élevé. Il est intéressant de conserver la structure standard du disjoncteur pour l'ensemble de la gamme et d'accroître le pouvoir de coupure par adaptation de certaines pièces, notamment de la chambre de coupure pour les appareils à performances élevées.
  • La présente invention a pour but de réaliser une chambre de coupure à haute capacité thermique, et cette chambre est caractérisée en ce qu'elle comporte des plaques en un matériau fritté, constitué d'un matériau réfractaire à base de tungstène ou de molybdène, et d'un autre à base de cuivre ou d'argent.
  • Les séparateurs usuels ou tôles ont une température de fusion d'environ 1500°C, qui est rapidement atteinte, et les gouttelettes de fer se dispersent dans la chambre où elles se solidifient à nouveau en créant des protubérances. La température de fusion du tungstène est notablement supérieure et voisine de 3400°C, tandis que la température d'évaporation du cuivre est d'environ 2600°C. Dans les chambres selon l'invention, il a été constaté, lors d'un forte contrainte thermique, due à la coupure d'un courant de court-circuit important, une évaporation du cuivre avec une forte absorption d'énergie, et cette vapeur suit l'écoulement gazeux, sans se disperser dans l'appareil. A cet effet d'absorption d'énergie s'ajoute celui de la forte conduction thermique du matériau fritté, près de trois fois celle du fer, qui contribue à l'évacuation de la chaleur. La capacité thermique de la chambre est ainsi multipliée par 4 ou 5 sans augmentation de l'encombrement. Le matériau peut être fritté ou être un alliage par exemple de tungstène et de cuivre, ou du cuivre revêtu par plasma de tungstène ou de molybdene.
  • Le matériau fritté peut contenir de plus du nickel. Des performances voisines sont obtenues dans une chambre hybride, dont seules les plaques les plus sollicitées, vers le centre de la chambre, sont dans le matériau fritté inventif, les autres étant des plaques standard en tôle.
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, d'un mode de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté au dessin annexé dans lequel la figure unique est une vue en perspective d'une chambre de coupure selon l'invention.
  • Sur la figure, quatre plaques 10,11,12,13 sont disposées parallèlement à faible écartement entre deux supports isolants 14,15. Les plaques 10-13-sont encochées sur le bord avant en regard d'une paire de contacts 16,17 d'un disjoncteur basse tension, notamment à boîtier moulé. Les plaques 10-13 sont en un matériau conducteur et un arc 18 tiré lors de la séparation des contacts 16,17 est déplacé par tout moyen approprié, notamment électromagnétique ou électrodynamique, vers la chambre où il pénètre entre les plaques 10-13 en se subdivisant en tronçons d'arc se refroidissant au contact des plaques. De telles chambres sont bien connues des spécialistes.
  • Selon l'invention, toutes les plaques 10-13 ou au moins les plaques centrales 11,12 les plus sollicitées sont en un matériau fritté, les autres 10,13 étant par exemple en acier. Le matériau fritté est à base de tungstène et de cuivre, avec éventuellement une addition de nickel. Le matériau réfractaire, tungstène peut être remplacé par du molybdène et comme liant peuvent être utilisés, à la place du cuivre, l'argent ou le fer. Les techniques de frittage sont bien connues et il est inutile de les décrire. A titre d'exemple, une composition à 60 % en poids de tungstène et à 40% de cuivre a donné des performances remarquables, le pourcentage en tungstène étant avantageusement compris entre 80 et 40 et celui du cuivre entre 20 et 60.
  • Une telle chambre peut être incorporée dans un disjoncteur standard à la place de la chambre usuelle à tôles, pour accroître le pouvoir de coupure de ce disjoncteur.
  • Le matériau peut être un matériau composite d'un matériau réfractaire et d'un matériau à température d'évaporation inférieure atteinte par un arc intense. Des plaques constituées d'un mélange de tungstène et de cuivre sont utilisables ou des plaques de cuivre revêtues d'une couche de tungstène par jet de plasma.

Claims (5)

  1. Chambre de coupure pour un disjoncteur basse tension à boîtier moulé, comportant un empilage de plaques conductrices de refroidissement et d'extinction de l'arc, caractérisée en ce qu'elle comporte des plaques en un matériau composite constitué par un matériau réfractaire à l'action de l'arc à base de tungstène ou de molybdene et par un matériau à base de cuivre ou d'argent ayant une température d'évaporation atteinte par un arc intense.
  2. Chambre de coupure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau est obtenu par frittage, le cuivre ou l'argent constituant le liant.
  3. Chambre de coupure selon la revendication 2, caractérisée en ce que le liant comporte du nickel.
  4. Chambre de coupure selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte dans les zones les plus sollicitées des plaques en un matériau composite et des plaques en tôle dans les autres zones.
  5. Chambre de coupure selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisée en ce que le pourcentage en poids de tungstène est compris entre 80 et 40 et le pourcentage en poids de cuivre entre 20 et 60.
EP91420243A 1990-07-30 1991-07-12 Chambre de coupure a separateurs frittes Withdrawn EP0470013A1 (fr)

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FR9009811A FR2665298B1 (fr) 1990-07-30 1990-07-30 Chambre de coupure a separateurs frittes.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0470013A1 true EP0470013A1 (fr) 1992-02-05

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EP91420243A Withdrawn EP0470013A1 (fr) 1990-07-30 1991-07-12 Chambre de coupure a separateurs frittes

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EP (1) EP0470013A1 (fr)
FR (1) FR2665298B1 (fr)

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Also Published As

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FR2665298A1 (fr) 1992-01-31
FR2665298B1 (fr) 1996-08-30

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