EP3567623B1 - Circuit breaker with vacuum switch - Google Patents

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EP3567623B1
EP3567623B1 EP19172764.3A EP19172764A EP3567623B1 EP 3567623 B1 EP3567623 B1 EP 3567623B1 EP 19172764 A EP19172764 A EP 19172764A EP 3567623 B1 EP3567623 B1 EP 3567623B1
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EP
European Patent Office
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electrical contact
circuit breaker
current
electrical
return
Prior art date
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EP19172764.3A
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French (fr)
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EP3567623A1 (en
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Nicolas Quentin
Laurent DUFFAU
Antoine TAINE
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Alstom Holdings SA
Original Assignee
Alstom Holdings SA
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/38—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum interrupter circuit breaker, intended to be arranged in an electrical circuit and support the flow of current as long as the current does not exceed a predetermined current threshold, and interrupt the flow of current when the current exceeds the threshold of predetermined current.
  • a vacuum interrupter circuit breaker or "vacuum circuit breaker” has a vacuum interrupter comprising a vacuum chamber inside which extend a first electrical contact and a second electrical contact movable relative to the first electrical contact between a closed position, in which the second electrical contact is in contact with the first electrical contact to allow the passage of current, and an open position, in which the second electrical contact is spaced from the first electrical contact to interrupt the passage of current.
  • Such an electrical circuit breaker can for example be placed in an electrical supply circuit of a train operating on electrical energy to protect the electrical supply circuit in the event of a short circuit.
  • US5206616A discloses a vacuum circuit breaker comprising a vacuum switch and a mechanical locking system configured to lock the second electrical contact in the closed position, the mechanical locking system being unlockable using an electromagnet unlocking system to release the second electrical contact and allow the opening of the vacuum switch under the effect of a return spring acting on the second electrical contact.
  • FR1597949A , US2014/132373A1 , WO2014/028313A1 , US2015/022297A1 And EP1628315A2 each disclose a vacuum interrupter circuit breaker comprising a permanent magnet arranged to retain two contacts of the vacuum interrupter in contact with each other.
  • FR2865973A1 discloses an electricity collection device for a railway vehicle, comprising a single-phase circuit breaker.
  • the invention proposes a circuit breaker according to claim 1.
  • Circuit breaker 2 of Figures 1 And 2 which is not an embodiment of the invention, is configured to be arranged in an electrical circuit to support the passage of current as long as the intensity of the current passing through the circuit breaker 2 is less than an intensity threshold of predetermined current, and interrupt the flow of current when the current intensity reaches or exceeds the predetermined current intensity threshold.
  • the circuit breaker 2 comprises a vacuum switch 4, a return system 6 configured to cause the opening of the vacuum switch 4, a locking system 8 configured to keep the vacuum switch 4 closed against the system return system 6, and an unlocking system 10 configured to unlock on the locking system 8 so as to allow the opening of the vacuum switch 4 under the effect of the return system 6.
  • a circuit breaker 2 having a vacuum switch 4 is generally called a “vacuum switch circuit breaker” or “vacuum circuit breaker”.
  • the vacuum switch 4 (or “vacuum bulb”) comprises a vacuum chamber 12 inside which extend a first electrical contact 14 and a second electrical contact 16, the second electrical contact 16 being movable relative to to the first electrical contact 14 enters a closed position, in which the second electrical contact 16 is in contact with the first electrical contact 14 inside the vacuum chamber 12 to allow the passage of current through the circuit breaker 2, and an open position, in which the second electrical contact 16 is spaced from the first electrical contact 14 inside the vacuum chamber 12 to interrupt the passage of the current through circuit breaker 2.
  • the vacuum switch 4 When the second electrical contact 16 is in the closed position, the vacuum switch 4 is closed, and the circuit breaker 2 supports the flow of current. When the second electrical contact 16 is in the open position, the vacuum switch 4 is open, and the circuit breaker 2 interrupts the flow of current and guarantees insulation between the electrical contacts 14, 16.
  • the first electrical contact 14 and the second electrical contact 16 comprise respective contact portions 14A, 16A intended to come into contact, and respective connection portions 14B, 16B for connecting the electrical contacts 14, 16 to the electrical circuit in which the circuit breaker 2 is integrated.
  • connection portions 14A, 16A are located inside the vacuum chamber 12.
  • Each connection portion 14B, 16B extends from the corresponding contact portion 14A, 16A to the outside of the chamber vacuum 12.
  • connection portion 14B, 16B exits the vacuum chamber 12 through a wall delimiting the vacuum chamber 12.
  • connection portions 14B, 16B here have the shape of rods, the contact portion 14A, 16A of each of the first electrical contact 14 and the second electrical contact 16 being arranged at one end of the connection portion 14B, 16B of this contact electric.
  • the first electrical contact 14 is stationary and the second electrical contact 16 is movable between the closed position and the open position.
  • connection portion 16B of the second electrical contact 16 extends along the longitudinal axis A while being guided to slide along the longitudinal axis A to allow movement of the second electrical contact 16 between the closed position and the open position.
  • the enclosure 18 here comprises a cylindrical side wall 20 extending along the longitudinal axis A and two transverse end walls 22.
  • the portions of connection 14B, 16B of the first contact and the second electrical contact 16 each pass through a respective end wall 22 to exit the vacuum chamber 12.
  • the return system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10 are located outside the vacuum chamber 12.
  • the return system 6 comprises at least one elastic member 26, 28 arranged to exert on the second electrical contact 16 a return force from the closed position to the open position, at least when the second electrical contact 16 is in the closed position.
  • Each elastic member 26, 28 is for example located outside the vacuum chamber 12.
  • Each elastic member 26, 28 permanently exerts a restoring force on the second electrical contact 16.
  • the return system 6 comprises for example an elastic member 26 in the form of a compression spring arranged to be compressed when the second electrical contact 16 is in the closed position and to relax to push the second electrical contact 16 into the open position.
  • the elastic member 26 in the form of a compression spring has for example one end bearing against a movable bearing surface carried by the second electrical contact 16.
  • the other end is for example supported on a fixed support surface.
  • the fixed support surface is here defined on a fixed partition 30, located outside the vacuum chamber 12 and crossed by the connection portion 16B of the second electrical contact 16.
  • the elastic member 26 in the form of a compression spring is for example helical and extends along the longitudinal axis A and around part of the connection portion 16B of the second electrical contact 16 emerging from the vacuum chamber 12 .
  • the return system 6 comprises for example an elastic member 28 in the form of a tension spring (represented schematically in phantom lines on the Figures 1 And 2 ) arranged to be stretched when the second electrical contact 16 is in the closed position and to contract to pull the second electrical contact 16 to the open position.
  • a tension spring represented schematically in phantom lines on the Figures 1 And 2
  • the locking system 8 comprises at least one permanent magnet 42 arranged to generate on the second electrical contact 16 a magnetic retaining force opposing the movement of the second electrical contact 16 from the closed position to the open position.
  • the locking system 8 acts here against the recall system 6.
  • Each permanent magnet 42 is for example carried by the second electrical contact 16, and therefore mobile, or fixedly mounted.
  • each permanent magnet 42 is mounted fixed relative to the second electrical contact 16, as is the fixed locking element 44.
  • Each permanent magnet 42 is for example fixed to an internal wall of the circuit breaker 2 substantially parallel to the fixed partition 30 and the fixed locking element 44 is integral with each permanent magnet 42.
  • the movable locking element 46 is carried by the second electrical contact 16, more specifically here by the part of the connection portion 16B of the second electrical contact 16 extending outside the vacuum chamber 12.
  • the contact surfaces each extend, for example, transversely with respect to the longitudinal axis A.
  • the fixed locking element 44 and the movable locking element 46 have the form of plates extending substantially perpendicular to the longitudinal axis A, each contact surface being defined by one face of the plate located opposite the other plate.
  • the locking system 8 comprises for example at least one fixed permanent magnet 42 secured to the fixed locking element 44 and/or at least one movable permanent magnet 42 secured to the movable locking element 46.
  • the locking system 8 here comprises two fixed permanent magnets 42 secured to the fixed locking element 44.
  • the movable bearing surface 30, on which the compression spring rests is defined on the movable locking element 46 carried by the second electrical contact 16.
  • ferromagnetic locking elements in particular in the form of plates, makes it possible to generate a magnetic retaining force over an extended surface, a priori larger than that of the permanent magnet(s), thus ensuring effective retention.
  • the unlocking system 10 is configured to generate a magnetic force of repulsion opposite to that generated by the locking system 8 when the intensity of the electric current exceeds the predetermined current intensity threshold, so as to allow the opening of the circuit breaker 2, here under the effect of the reminder system 6.
  • the unlocking system 10 comprises for example at least one electromagnet 48 arranged to generate a magnetic force opposite to that generated by the permanent magnet(s) 42 of the locking system 8, so as to allow the opening of the circuit breaker 2 under the effect of the reminder system 6.
  • the unlocking system 10 comprises a respective electromagnet 48 associated with each permanent magnet 42 of the locking system 8.
  • Each electromagnet 48 is for example arranged opposite the associated permanent magnet 42.
  • each electromagnet 48 When the unlocking system 10 is activated, each electromagnet 48 generates a magnetic field opposite to that of the associated permanent magnet 42, so that the magnetic force of retention generated by the locking system 8 is canceled by the magnetic force of repulsion generated by the electromagnet(s) 48 of the unlocking system 10.
  • the locking system 8 with permanent magnet(s) 42 and the unlocking system 10 with electromagnet(s) 48 together form a magnetic lock or “magnetic suction cup” which is locked by default and which can be unlocked on command.
  • the circuit breaker 2 comprises a control system 50 for controlling the unlocking system 10.
  • the control system 50 comprises for example a current sensor 52 arranged to measure the intensity of the current passing through the circuit breaker 2, the unlocking system 10 being configured to control each electromagnet so as to open the circuit breaker 2 when the measured current by the current sensor 52 exceeds the predetermined current intensity threshold.
  • the current sensor 52 comprises for example a magnetic core of annular shape surrounding the connection portion of the second electrical contact 16 and an electric coil surrounding the magnetic core.
  • the current sensor uses other technologies, such as the hall effect.
  • the control system 50 comprises a control unit 54 configured to control the unlocking system 10 as a function of the measurement signal provided by the current sensor 52.
  • the electromagnets 48 are for example supplied with electrical energy from an energy source.
  • the circuit breaker 2 comprises a hollow outer casing 56 inside which the vacuum switch 4, the return system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10 are arranged.
  • the outer envelope 56 extends around the vacuum switch 4, the return system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10.
  • the external envelope 56 is of generally tubular shape extending along the longitudinal axis A.
  • the internal partition 30 separates the first section 58A and the second section 58B.
  • Resetting can for example be carried out manually by an operator by acting on the second electrical contact 16 against the return system 6, directly or via a manual resetting mechanism, comprising for example a lever to facilitate the operation.
  • Circuit breaker 2 of the Figure 3 which is not an embodiment of the invention, differs from that of Figures 1 And 2 in that the control system 50 comprises a reserve 66 of electrical energy capable of storing electrical energy, the reserve 66 being connected to each electromagnet 48 via an electrical switch 68, provided for example under the form of an electrical relay, the control unit 50 being configured to control the closing of the electrical relay 68 and thus cause the supply of each electromagnet 48 by the reserve 66, and thus the opening of the vacuum switch 4 , when the intensity of the current circulating through the circuit breaker 2 exceeds the predetermined current intensity threshold.
  • the control system 50 comprises a reserve 66 of electrical energy capable of storing electrical energy, the reserve 66 being connected to each electromagnet 48 via an electrical switch 68, provided for example under the form of an electrical relay, the control unit 50 being configured to control the closing of the electrical relay 68 and thus cause the supply of each electromagnet 48 by the reserve 66, and thus the opening of the vacuum switch 4 , when the intensity of the current circulating through the circuit
  • the reserve 66 is for example a capacitance. Such a reserve 66 can be filled quickly and emptied quickly into each electromagnet 48 to cause rapid opening of the vacuum switch 4.
  • the reserve 66 is for example supplied with electrical energy from the current circulating in the circuit breaker 2. In operation, electrical energy is stored in the reserve 66 when the circuit breaker 2 is closed.
  • control unit 50 commands the closing of the electrical switch 68, which causes the power supply of each electromagnet 48 to from reserve 66, unlocking the second contact electric 16, and its movement in the open position, here under the effect of the return system 6.
  • Resetting can be carried out analogously to the example of Figures 1 And 2 .
  • the supply of electrical energy to the reserve 66 can be carried out by an external power source.
  • control system 50 is shown schematically partially outside the envelope 56, but can in practice be integrated inside the envelope 56
  • control system 50 comprises an electric coil 70 arranged to power each electromagnet 48 of the unlocking system 10, by magnetic induction from the current circulating through the circuit breaker 2.
  • the electric coil 70 is for example arranged around the connection portion 16B of the second electrical contact 16 and electrically connected to each electromagnet 48, so that the circulation of an electric current in the second electrical contact 16 generates an induced current in the electric coil 70 by electromagnetic induction, each electromagnet 48 being supplied with electric current from the induced electric current.
  • the passage of a current through the circuit breaker 2 generates a repulsive electrical force between the first electrical contact 14 and the second electrical contact 16, this repulsive electrical force tending to separate the first electrical contact 14 and the second electrical contact 16 from each other. the other.
  • the repulsive electrical force depends on the intensity of the current passing through circuit breaker 2.
  • Resetting can be carried out analogously to the example of Figures 1 And 2 .
  • the sacrificial electrical component 72 is for example a fuse or a part in a low melting temperature alloy configured to break when the current intensity exceeds the predetermined current intensity threshold, or an explosive electrical component configured to explode when the current intensity exceeds the predetermined current intensity threshold.
  • the current intensity exceeds the predetermined current intensity threshold.
  • the circuit breaker 2 can be placed in a power supply circuit of a railway vehicle 74.
  • the railway vehicle 74 comprises for example a collection device 76 for capturing an electric current from a power line 77.
  • the power line 76 is for example an overhead line and the collection device 76 is for example an pantograph.
  • the railway vehicle 74 further comprises a voltage sensing device 82 connected to the sensing device 76 for supplying a low voltage power supply network 84 from the sensing device, and an auxiliary circuit breaker 2 conforming to the invention being disposed between the sensing device 76 and the voltage sensing device 82.
  • the voltage sensing device 82 advantageously comprises a transformer and is configured to determine the voltage level of the supply current supplied by the power line 77.
  • the network connected upstream of the main circuit breaker 78 and in particular the sensing device 82 can be protected at a reasonable cost and without increasing the complexity of the electrical circuit or the complexity of its handling.
  • the circuit breaker 2 makes it possible to avoid undesired stress on a substation supplying the power line 77 in the event of a short circuit at the level of the sensing device 82.
  • Another application is the installation of the circuit breaker in series with a main circuit breaker in order to provide additional ultimate electrical protection against short circuits or overcurrents.
  • a selectivity of the tripping thresholds of the two circuit breakers can be considered in this case.

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  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Description

La présente invention concerne un disjoncteur à interrupteur à vide, prévu pour être disposé dans un circuit électrique et supporter le passage du courant tant que le courant ne dépasse pas un seuil de courant prédéterminé, et interrompre le passage du courant lorsque le courant dépasse le seuil de courant prédéterminé.The present invention relates to a vacuum interrupter circuit breaker, intended to be arranged in an electrical circuit and support the flow of current as long as the current does not exceed a predetermined current threshold, and interrupt the flow of current when the current exceeds the threshold of predetermined current.

Un disjoncteur à interrupteur à vide, ou « disjoncteur à vide », possède un interrupteur à vide comprenant une chambre à vide à l'intérieur de laquelle s'étendent un premier contact électrique et un deuxième contact électrique mobile par rapport au premier contact électrique entre une position fermée, dans laquelle le deuxième contact électrique est en contact avec le premier contact électrique pour permettre le passage du courant, et une position ouverte, dans laquelle le deuxième contact électrique est espacé du premier contact électrique pour interrompre le passage du courant.A vacuum interrupter circuit breaker, or "vacuum circuit breaker", has a vacuum interrupter comprising a vacuum chamber inside which extend a first electrical contact and a second electrical contact movable relative to the first electrical contact between a closed position, in which the second electrical contact is in contact with the first electrical contact to allow the passage of current, and an open position, in which the second electrical contact is spaced from the first electrical contact to interrupt the passage of current.

Un tel disjoncteur électrique peut par exemple être disposé dans un circuit électrique d'alimentation d'un train fonctionnant à l'énergie électrique pour protéger le circuit électrique d'alimentation en cas de court-circuit.Such an electrical circuit breaker can for example be placed in an electrical supply circuit of a train operating on electrical energy to protect the electrical supply circuit in the event of a short circuit.

US5206616A divulgue un disjoncteur à vide comprenant un interrupteur à vide et un système de verrouillage mécanique configuré pour verrouiller le deuxième contact électrique en position fermée, le système de verrouillage mécanique étant déverrouillable à l'aide d'un système de déverrouillage à électroaimant pour libérer le deuxième contact électrique et permettre l'ouverture de l'interrupteur à vide sous l'effet d'un ressort de rappel agissant sur le deuxième contact électrique. US5206616A discloses a vacuum circuit breaker comprising a vacuum switch and a mechanical locking system configured to lock the second electrical contact in the closed position, the mechanical locking system being unlockable using an electromagnet unlocking system to release the second electrical contact and allow the opening of the vacuum switch under the effect of a return spring acting on the second electrical contact.

FR1597949A , US2014/132373A1 , WO2014/028313A1 , US2015/022297A1 et EP1628315A2 divulguent chacun un disjoncteur à interrupteur à vide comprenant un aimant permanent agencé pour retenir deux contacts de l'interrupteur à vide en contact l'un avec l'autre. FR1597949A , US2014/132373A1 , WO2014/028313A1 , US2015/022297A1 And EP1628315A2 each disclose a vacuum interrupter circuit breaker comprising a permanent magnet arranged to retain two contacts of the vacuum interrupter in contact with each other.

EP3125262A1 divulgue un disjoncteur à interrupteur à vide comprenant un ressort agencé pour déplacer des contacts électriques d'une position ouverte vers une position fermée et un ressort agencé pour retenir les contacts électriques en position ouverte une fois que les contacts électriques sont en position ouverte. EP3125262A1 discloses a vacuum interrupter circuit breaker comprising a spring arranged to move electrical contacts from an open position to a closed position and a spring arranged to retain the electrical contacts in the open position once the electrical contacts are in the open position.

US7239490B2 et US2015332884A1 divulguent chacun un disjoncteur à interrupteur à vide. US7239490B2 And US2015332884A1 each disclose a vacuum interrupter circuit breaker.

FR2865973A1 divulgue un dispositif de captage d'électricité pour un véhicule ferroviaire, comprenant un disjoncteur monophasé. FR2865973A1 discloses an electricity collection device for a railway vehicle, comprising a single-phase circuit breaker.

Un des buts de l'invention est de proposer un disjoncteur qui soit fiable, simple et économique à fabriquer.One of the aims of the invention is to propose a circuit breaker which is reliable, simple and economical to manufacture.

A cet effet, l'invention propose un disjoncteur selon la revendication 1.For this purpose, the invention proposes a circuit breaker according to claim 1.

L'utilisation d'un système de verrouillage utilisant au moins un aimant permanent pour retenir le deuxième contact en position fermée permet d'obtenir un système de verrouillage simple et fiable, avec peu de pièces mobiles.The use of a locking system using at least one permanent magnet to retain the second contact in the closed position makes it possible to obtain a simple and reliable locking system, with few moving parts.

En outre, un tel système de verrouillage peut être réarmé facilement, ce qui facilite les opérations pour refermer le disjoncteur après une ouverture de celui-ci. Des caractéristiques optionnelles sont définies aux revendications 2 à 5.In addition, such a locking system can be easily reset, which facilitates operations to close the circuit breaker after it has opened. Optional features are defined in claims 2 to 5.

L'invention concerne également un véhicule ferroviaire selon la revendication 6. Des caractéristiques optionnelles sont définies à la revendication 7.The invention also relates to a railway vehicle according to claim 6. Optional features are defined in claim 7.

L'invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

  • la Figure 1 est une vue schématique en perspective et partiellement en coupe d'un disjoncteur ;
  • la Figure 2 est une vue schématique en coupe du disjoncteur de la Figure 1 ;
  • les Figures 3 à 6 sont des vues analogues à celle de la Figure 2, illustrant des disjoncteurs électriques selon d'autres exemples, la figure 4 illustrant notamment, un mode de réalisation de l'invention ;
  • la Figure 7 est une vue schématique partielle d'un véhicule ferroviaire équipé d'un disjoncteur électrique.
The invention and its advantages will be better understood on study of the description which follows, given solely by way of non-limiting example, and made with reference to the appended drawings, in which:
  • there Figure 1 is a schematic perspective and partially sectional view of a circuit breaker;
  • there Figure 2 is a schematic sectional view of the circuit breaker of the Figure 1 ;
  • THE Figures 3 to 6 are views analogous to that of the Figure 2 , illustrating electrical circuit breakers according to other examples, the Figure 4 illustrating in particular an embodiment of the invention;
  • there Figure 7 is a partial schematic view of a railway vehicle equipped with an electric circuit breaker.

Le disjoncteur 2 des Figures 1 et 2, qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention, est configuré pour être disposé dans un circuit électrique pour supporter le passage du courant tant que l'intensité du courant traversant le disjoncteur 2 est inférieure à un seuil d'intensité de courant prédéterminé, et interrompre le passage du courant lorsque l'intensité du courant atteint ou dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé.Circuit breaker 2 of Figures 1 And 2 , which is not an embodiment of the invention, is configured to be arranged in an electrical circuit to support the passage of current as long as the intensity of the current passing through the circuit breaker 2 is less than an intensity threshold of predetermined current, and interrupt the flow of current when the current intensity reaches or exceeds the predetermined current intensity threshold.

Le disjoncteur 2 comprend un interrupteur à vide 4, un système de rappel 6 configuré pour provoquer l'ouverture de l'interrupteur à vide 4, un système de verrouillage 8 configuré pour maintenir l'interrupteur à vide 4 fermé à l'encontre du système de rappel 6, et un système de déverrouillage 10 configuré pour déverrouiller sur le système de verrouillage 8 de manière à permettre l'ouverture de l'interrupteur à vide 4 sous l'effet du système de rappel 6.The circuit breaker 2 comprises a vacuum switch 4, a return system 6 configured to cause the opening of the vacuum switch 4, a locking system 8 configured to keep the vacuum switch 4 closed against the system return system 6, and an unlocking system 10 configured to unlock on the locking system 8 so as to allow the opening of the vacuum switch 4 under the effect of the return system 6.

Un disjoncteur 2 possédant un interrupteur à vide 4 est généralement nommé « disjoncteur à interrupteur à vide » ou « disjoncteur à vide ».A circuit breaker 2 having a vacuum switch 4 is generally called a “vacuum switch circuit breaker” or “vacuum circuit breaker”.

L'interrupteur à vide 4 (ou « ampoule à vide ») comprend une chambre à vide 12 à l'intérieur de laquelle s'étendent un premier contact électrique 14 et un deuxième contact électrique 16, le deuxième contact électrique 16 étant mobile par rapport au premier contact électrique 14 entre une position fermée, dans laquelle le deuxième contact électrique 16 est en contact avec le premier contact électrique 14 à l'intérieur de la chambre à vide 12 pour permettre le passage du courant à travers le disjoncteur 2, et une position ouverte, dans laquelle le deuxième contact électrique 16 est espacé du premier contact électrique 14 à l'intérieur de la chambre à vide 12 pour interrompre le passage du courant à travers le disjoncteur 2.The vacuum switch 4 (or "vacuum bulb") comprises a vacuum chamber 12 inside which extend a first electrical contact 14 and a second electrical contact 16, the second electrical contact 16 being movable relative to to the first electrical contact 14 enters a closed position, in which the second electrical contact 16 is in contact with the first electrical contact 14 inside the vacuum chamber 12 to allow the passage of current through the circuit breaker 2, and an open position, in which the second electrical contact 16 is spaced from the first electrical contact 14 inside the vacuum chamber 12 to interrupt the passage of the current through circuit breaker 2.

Lorsque le deuxième contact électrique 16 est dans la position fermée, l'interrupteur à vide 4 est fermé, et le disjoncteur 2 supporte le passage du courant. Lorsque le deuxième contact électrique 16 est dans la position ouverte, l'interrupteur à vide 4 est ouvert, et le disjoncteur 2 interrompt le passage du courant et garantit l'isolement entre les contacts électriques 14, 16.When the second electrical contact 16 is in the closed position, the vacuum switch 4 is closed, and the circuit breaker 2 supports the flow of current. When the second electrical contact 16 is in the open position, the vacuum switch 4 is open, and the circuit breaker 2 interrupts the flow of current and guarantees insulation between the electrical contacts 14, 16.

Le premier contact électrique 14 et le deuxième contact électrique 16 comprennent des portions de contact 14A, 16A respectives destinées à venir en contact, et des portions de connexion 14B, 16B respectives pour la connexion des contacts électriques 14, 16 au circuit électrique dans lequel le disjoncteur 2 est intégré.The first electrical contact 14 and the second electrical contact 16 comprise respective contact portions 14A, 16A intended to come into contact, and respective connection portions 14B, 16B for connecting the electrical contacts 14, 16 to the electrical circuit in which the circuit breaker 2 is integrated.

Les portions de contact 14A, 16A sont situées à l'intérieur de la chambre à vide 12. Chaque portion de connexion 14B, 16B s'étend à partir de la portion de contact 14A, 16A correspondante jusqu'à l'extérieur de la chambre à vide 12. Chaque portion de connexion 14B, 16B sort de la chambre à vide 12 à travers une paroi délimitant la chambre à vide 12.The contact portions 14A, 16A are located inside the vacuum chamber 12. Each connection portion 14B, 16B extends from the corresponding contact portion 14A, 16A to the outside of the chamber vacuum 12. Each connection portion 14B, 16B exits the vacuum chamber 12 through a wall delimiting the vacuum chamber 12.

Les portions de connexion 14B, 16B présentent ici la forme de tiges, la portion de contact 14A, 16A de chacun du premier contact électrique 14 et du deuxième contact électrique 16 étant disposée à une extrémité de la portion de connexion 14B, 16B de ce contact électrique.The connection portions 14B, 16B here have the shape of rods, the contact portion 14A, 16A of each of the first electrical contact 14 and the second electrical contact 16 being arranged at one end of the connection portion 14B, 16B of this contact electric.

Dans l'exemple illustré, le premier contact électrique 14 est immobile et le deuxième contact électrique 16 est mobile entre la position fermée et la position ouverte.In the example illustrated, the first electrical contact 14 is stationary and the second electrical contact 16 is movable between the closed position and the open position.

Le deuxième contact électrique 16 est ici monté coulissant suivant un axe longitudinal A par rapport au premier contact électrique 14, pour se déplacer entre la position fermée et la position ouverte.The second electrical contact 16 is here mounted sliding along a longitudinal axis A relative to the first electrical contact 14, to move between the closed position and the open position.

La portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 s'étend suivant l'axe longitudinal A en étant guidée à coulissement suivant l'axe longitudinal A pour permettre le déplacement du deuxième contact électrique 16 entre la position fermée et la position ouverte.The connection portion 16B of the second electrical contact 16 extends along the longitudinal axis A while being guided to slide along the longitudinal axis A to allow movement of the second electrical contact 16 between the closed position and the open position.

La chambre à vide 12 est délimitée par une enceinte 18 comprenant des parois. La portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 est montée mobile à travers une paroi de l'enceinte 18, ici coulissante à travers cette paroi de l'enceinte 18.The vacuum chamber 12 is delimited by an enclosure 18 comprising walls. The connection portion 16B of the second electrical contact 16 is mounted movably through a wall of the enclosure 18, here sliding through this wall of the enclosure 18.

L'enceinte 18 comprend ici une paroi latérale 20 cylindrique s'étendant suivant l'axe longitudinal A et deux parois d'extrémité 22 transversales. Les portions de connexion 14B, 16B du premier contact et du deuxième contact électrique 16 traversent chacune une paroi d'extrémité 22 respective pour sortir de la chambre à vide 12.The enclosure 18 here comprises a cylindrical side wall 20 extending along the longitudinal axis A and two transverse end walls 22. The portions of connection 14B, 16B of the first contact and the second electrical contact 16 each pass through a respective end wall 22 to exit the vacuum chamber 12.

La portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 s'étend par exemple suivant l'axe longitudinal A et traverse à coulissement la paroi d'extrémité 22 correspondante délimitant la chambre à vide 12.The connection portion 16B of the second electrical contact 16 extends for example along the longitudinal axis A and slides through the corresponding end wall 22 delimiting the vacuum chamber 12.

L'interrupteur à vide 4 comprend un soufflet d'étanchéité 24 agencé pour assurer l'étanchéité entre la portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 et la paroi de l'enceinte 18 traversée par cette portion de connexion 16B, tout en permettant le déplacement de la portion de connexion 16B à travers la paroi de l'enceinte 18.The vacuum switch 4 comprises a sealing bellows 24 arranged to ensure sealing between the connection portion 16B of the second electrical contact 16 and the wall of the enclosure 18 crossed by this connection portion 16B, while allowing the movement of the connection portion 16B through the wall of the enclosure 18.

Le système de rappel 6, le système de verrouillage 8 et le système de déverrouillage 10 sont situés à l'extérieur de la chambre à vide 12.The return system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10 are located outside the vacuum chamber 12.

Le système de rappel 6, le système de verrouillage 8 et le système de déverrouillage 10 sont configurés pour agir sur le deuxième contact électrique 16, plus précisément sur la partie de la portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 s'étendant à l'extérieur de la chambre à vide 12The reminder system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10 are configured to act on the second electrical contact 16, more precisely on the part of the connection portion 16B of the second electrical contact 16 extending to the exterior of vacuum chamber 12

Le système de rappel 6 comprend au moins un organe élastique 26, 28 agencé pour exercer sur le deuxième contact électrique 16 un effort de rappel de la position fermée vers la position ouverte, au moins lorsque le deuxième contact électrique 16 est dans la position fermée.The return system 6 comprises at least one elastic member 26, 28 arranged to exert on the second electrical contact 16 a return force from the closed position to the open position, at least when the second electrical contact 16 is in the closed position.

Chaque organe élastique 26, 28 est par exemple situé à l'extérieur de la chambre à vide 12.Each elastic member 26, 28 is for example located outside the vacuum chamber 12.

Chaque organe élastique 26, 28 exerce en permanence un effort de rappel sur le deuxième contact électrique 16.Each elastic member 26, 28 permanently exerts a restoring force on the second electrical contact 16.

Chaque organe élastique 26, 28 est par exemple un ressort de compression ou un ressort de traction.Each elastic member 26, 28 is for example a compression spring or a tension spring.

Le système de rappel 6 comprend par exemple un organe élastique 26 sous la forme d'un ressort de compression agencé pour être comprimé lorsque le deuxième contact électrique 16 est en position fermée et pour se détendre pour repousser le deuxième contact électrique 16 en position ouverte.The return system 6 comprises for example an elastic member 26 in the form of a compression spring arranged to be compressed when the second electrical contact 16 is in the closed position and to relax to push the second electrical contact 16 into the open position.

L'organe élastique 26 sous la forme d'un ressort de compression a par exemple une extrémité en appui contre une surface d'appui mobile portée par le deuxième contact électrique 16.The elastic member 26 in the form of a compression spring has for example one end bearing against a movable bearing surface carried by the second electrical contact 16.

L'autre extrémité est par exemple en appui sur une surface d'appui fixe. La surface d'appui fixe est ici définie sur une cloison fixe 30, située à l'extérieur de la chambre à vide 12 et traversée par la portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16.The other end is for example supported on a fixed support surface. The fixed support surface is here defined on a fixed partition 30, located outside the vacuum chamber 12 and crossed by the connection portion 16B of the second electrical contact 16.

La cloison fixe 30 est ici rapportée dans une enveloppe externe 56 isolante à l'intérieur de laquelle sont disposés l'interrupteur à vide 4, le système de rappel 6, le système de verrouillage 8 et le système de déverrouillage 10. En variante, la cloison fixe 30 est intégralement formée d'une seule pièce de matière avec l'enveloppe externe 56The fixed partition 30 is here reported in an external insulating envelope 56 inside which the vacuum switch 4, the return system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10 are arranged. As a variant, the fixed partition 30 is integrally formed from a single piece of material with the external envelope 56

Dans une autre variante, la surface d'appui fixe est définie sur l'enveloppe externe 56.In another variant, the fixed support surface is defined on the external envelope 56.

L'organe élastique 26 sous la forme d'un ressort de compression est par exemple hélicoïdal et s'étend suivant l'axe longitudinal A et autour de partie de la portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 sortant de la chambre à vide 12.The elastic member 26 in the form of a compression spring is for example helical and extends along the longitudinal axis A and around part of the connection portion 16B of the second electrical contact 16 emerging from the vacuum chamber 12 .

En variante ou en option, le système de rappel 6 comprend par exemple un organe élastique 28 sous la forme d'un ressort de traction (représenté schématiquement en traits mixtes sur les Figures 1 et 2) agencé pour être étiré lorsque le deuxième contact électrique 16 est en position fermée et pour se contracter pour tirer le deuxième contact électrique 16 en position ouverte.As a variant or option, the return system 6 comprises for example an elastic member 28 in the form of a tension spring (represented schematically in phantom lines on the Figures 1 And 2 ) arranged to be stretched when the second electrical contact 16 is in the closed position and to contract to pull the second electrical contact 16 to the open position.

L'organe élastique 28 sous la forme d'un ressort de traction est par exemple agencé entre un point de connexion fixe et un point de connexion mobile porté par le deuxième contact électrique 16.The elastic member 28 in the form of a tension spring is for example arranged between a fixed connection point and a movable connection point carried by the second electrical contact 16.

L'organe élastique 28 sous la forme d'un ressort de traction s'étend ici suivant l'axe longitudinal A et autour de la partie de la portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 s'étendant à l'extérieur de la chambre à vide 12.The elastic member 28 in the form of a tension spring extends here along the longitudinal axis A and around the part of the connection portion 16B of the second electrical contact 16 extending outside the chamber empty 12.

Le système de verrouillage 8 comprend au moins un aimant permanent 42 agencé pour générer sur le deuxième contact électrique 16 une force magnétique de retenue s'opposant au déplacement du deuxième contact électrique 16 de la position fermée vers la position ouverte.The locking system 8 comprises at least one permanent magnet 42 arranged to generate on the second electrical contact 16 a magnetic retaining force opposing the movement of the second electrical contact 16 from the closed position to the open position.

Le système de verrouillage 8 agit ici à l'encontre du système de rappel 6.The locking system 8 acts here against the recall system 6.

Chaque aimant permanent 42 est par exemple porté par le deuxième contact électrique 16, et donc mobile, ou monté fixe.Each permanent magnet 42 is for example carried by the second electrical contact 16, and therefore mobile, or fixedly mounted.

Chaque aimant permanent 42 est par exemple agencé pour coopérer avec un autre aimant permanent ou avec un élément ferromagnétique propre à être aimanté sous l'effet du champ magnétique de l'aimant permanent 42.Each permanent magnet 42 is for example arranged to cooperate with another permanent magnet or with a ferromagnetic element capable of being magnetized under the effect of the magnetic field of the permanent magnet 42.

Dans l'exemple illustré, le système de verrouillage 8 comprend un élément de verrouillage fixe 44 ferromagnétique et un élément de verrouillage mobile 46 ferromagnétique qui sont en contact l'un avec l'autre en position fermée du deuxième contact électrique 16 et espacés l'un de l'autre en position ouverte du deuxième contact électrique 16, chaque aimant permanent 42 du système de verrouillage étant agencé pour générer une force d'attraction entre l'élément de verrouillage fixe 44 et l'élément de verrouillage mobile 46 au moins en position fermée du deuxième contact électrique 16.In the example illustrated, the locking system 8 comprises a fixed ferromagnetic locking element 44 and a movable ferromagnetic locking element 46 which are in contact with each other in the closed position of the second electrical contact 16 and spaced apart. one from the other in the open position of the second electrical contact 16, each permanent magnet 42 of the locking system being arranged to generate an attractive force between the fixed locking element 44 and the movable locking element 46 at least in the closed position of the second electrical contact 16.

Dans l'exemple représenté à la figure 2, chaque aimant permanent 42 est monté fixe par rapport au deuxième contact électrique 16, de même que l'élément de verrouillage fixe 44. Chaque aimant permanent 42 est par exemple fixé à une paroi interne du disjoncteur 2 sensiblement parallèle à la cloison fixe 30 et l'élément de verrouillage fixe 44 est solidaire de chaque aimant permanent 42.In the example shown in figure 2 , each permanent magnet 42 is mounted fixed relative to the second electrical contact 16, as is the fixed locking element 44. Each permanent magnet 42 is for example fixed to an internal wall of the circuit breaker 2 substantially parallel to the fixed partition 30 and the fixed locking element 44 is integral with each permanent magnet 42.

L'élément de verrouillage mobile 46 est porté par le deuxième contact électrique 16, plus spécifiquement ici par la partie de la portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 s'étendant à l'extérieur de la chambre à vide 12.The movable locking element 46 is carried by the second electrical contact 16, more specifically here by the part of the connection portion 16B of the second electrical contact 16 extending outside the vacuum chamber 12.

En position fermée du deuxième contact électrique 16, l'élément de verrouillage fixe 44 et l'élément de verrouillage mobile 46 sont en contact mutuel, de préférence en contact plan, par des surfaces de contact respectives.In the closed position of the second electrical contact 16, the fixed locking element 44 and the movable locking element 46 are in mutual contact, preferably in plane contact, by respective contact surfaces.

Les surfaces de contact s'étendent par exemple chacune transversalement par rapport à l'axe longitudinal A.The contact surfaces each extend, for example, transversely with respect to the longitudinal axis A.

Dans l'exemple illustré, l'élément de verrouillage fixe 44 et l'élément de verrouillage mobile 46 présentent la forme de plaques s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal A, chaque surface de contact étant définie par une face de la plaque située en regard de l'autre plaque.In the example illustrated, the fixed locking element 44 and the movable locking element 46 have the form of plates extending substantially perpendicular to the longitudinal axis A, each contact surface being defined by one face of the plate located opposite the other plate.

Le système de verrouillage 8 comprend par exemple au moins un aimant permanent 42 fixe assujetti à l'élément de verrouillage fixe 44 et/ou au moins un aimant permanent 42 mobile assujetti à l'élément de verrouillage mobile 46.The locking system 8 comprises for example at least one fixed permanent magnet 42 secured to the fixed locking element 44 and/or at least one movable permanent magnet 42 secured to the movable locking element 46.

Le système de verrouillage 8 comprend ici deux aimants permanents 42 fixes assujettis à l'élément de verrouillage fixe 44.The locking system 8 here comprises two fixed permanent magnets 42 secured to the fixed locking element 44.

Dans l'exemple illustré, la surface d'appui mobile 30, sur laquelle le ressort de compression est en appui, est définie sur l'élément de verrouillage mobile 46 porté par le deuxième contact électrique 16.In the example illustrated, the movable bearing surface 30, on which the compression spring rests, is defined on the movable locking element 46 carried by the second electrical contact 16.

L'utilisation d'éléments de verrouillage ferromagnétiques, en particulier sous la forme de plaques, permet de générer une force magnétique de retenue sur une surface étendue, a priori plus étendue que celle du(des) aimant(s) permanent(s), assurant ainsi une retenue efficace.The use of ferromagnetic locking elements, in particular in the form of plates, makes it possible to generate a magnetic retaining force over an extended surface, a priori larger than that of the permanent magnet(s), thus ensuring effective retention.

Le système de déverrouillage 10 est configuré pour générer une force magnétique de répulsion opposée à celle générée par le système de verrouillage 8 lorsque l'intensité du courant électrique dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé, de manière à permettre l'ouverture du disjoncteur 2, ici sous l'effet du système de rappel 6.The unlocking system 10 is configured to generate a magnetic force of repulsion opposite to that generated by the locking system 8 when the intensity of the electric current exceeds the predetermined current intensity threshold, so as to allow the opening of the circuit breaker 2, here under the effect of the reminder system 6.

La force magnétique de retenue générée par le système de verrouillage 8 et la force magnétique de répulsion opposée générée par le système de déverrouillage 10 lorsque l'intensité du courant électrique dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé, s'annulent mutuellement pour libérer le deuxième contact électrique 16, qui est alors déplacé en position ouverte, ici sous l'effet du système de rappel 6.The retaining magnetic force generated by the locking system 8 and the opposite repulsive magnetic force generated by the unlocking system 10 when the intensity of the electric current exceeds the predetermined current intensity threshold, cancel each other out to release the second electrical contact 16, which is then moved to the open position, here under the effect of the return system 6.

Le système de déverrouillage 10 comprend par exemple au moins un électroaimant 48 agencé pour générer une force magnétique opposé à celle générée par le(s) aimants permanent(s) 42 du système de verrouillage 8, de manière à permettre l'ouverture du disjoncteur 2 sous l'effet du système de rappel 6.The unlocking system 10 comprises for example at least one electromagnet 48 arranged to generate a magnetic force opposite to that generated by the permanent magnet(s) 42 of the locking system 8, so as to allow the opening of the circuit breaker 2 under the effect of the reminder system 6.

Dans l'exemple illustré, le système de déverrouillage 10 comprend un électroaimant 48 respectif associé à chaque aimant permanent 42 du système de verrouillage 8. Chaque électroaimant 48 est par exemple disposé en regard de l'aimant permanent 42 associé.In the example illustrated, the unlocking system 10 comprises a respective electromagnet 48 associated with each permanent magnet 42 of the locking system 8. Each electromagnet 48 is for example arranged opposite the associated permanent magnet 42.

Lorsque le système de déverrouillage 10 est activé, chaque électroaimant 48 génère un champ magnétique opposé à celui de l'aimant permanent 42 associé, de sorte la force magnétique de retenue générée par le système de verrouillage 8 est annulée par la force magnétique de répulsion générée par le(s) électroaimant(s) 48 du système de déverrouillage 10.When the unlocking system 10 is activated, each electromagnet 48 generates a magnetic field opposite to that of the associated permanent magnet 42, so that the magnetic force of retention generated by the locking system 8 is canceled by the magnetic force of repulsion generated by the electromagnet(s) 48 of the unlocking system 10.

Le système de verrouillage 8 à aimant(s) permanent(s) 42 et le système de déverrouillage 10 à électroaimant(s) 48 forment ensemble une serrure magnétique ou « ventouse magnétique » qui est verrouillée par défaut et qui peut être déverrouillée sur commande.The locking system 8 with permanent magnet(s) 42 and the unlocking system 10 with electromagnet(s) 48 together form a magnetic lock or “magnetic suction cup” which is locked by default and which can be unlocked on command.

Dans l'exemple de la Figure 1, qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention, le disjoncteur 2 comprend un système de commande 50 pour commander le système de déverrouillage 10.In the example of the Figure 1 , which is not an embodiment of the invention, the circuit breaker 2 comprises a control system 50 for controlling the unlocking system 10.

Le système de commande 50 comprend par exemple un capteur de courant 52 agencé pour mesurer l'intensité du courant passant à travers le disjoncteur 2, le système de déverrouillage 10 étant configuré pour commander chaque électroaimant de manière à ouvrir le disjoncteur 2 lorsque le courant mesuré par le capteur de courant 52 dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé.The control system 50 comprises for example a current sensor 52 arranged to measure the intensity of the current passing through the circuit breaker 2, the unlocking system 10 being configured to control each electromagnet so as to open the circuit breaker 2 when the measured current by the current sensor 52 exceeds the predetermined current intensity threshold.

Le capteur de courant 52 comprend par exemple un noyau magnétique de forme annulaire entourant la portion de connexion du deuxième contact électrique 16 et une bobine électrique entourant le noyau magnétique. En variante, le capteur de courant utilise d'autres technologies, telles que l'effet hall.The current sensor 52 comprises for example a magnetic core of annular shape surrounding the connection portion of the second electrical contact 16 and an electric coil surrounding the magnetic core. Alternatively, the current sensor uses other technologies, such as the hall effect.

Le système de commande 50 comprend une unité de commande 54 configurée pour commander le système de déverrouillage 10 en fonction du signal de mesure fourni par le capteur de courant 52.The control system 50 comprises a control unit 54 configured to control the unlocking system 10 as a function of the measurement signal provided by the current sensor 52.

Dans un exemple qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention, les électroaimants 48 sont par exemple alimentés en énergie électrique à partir d'une source d'énergie.In an example which is not an embodiment of the invention, the electromagnets 48 are for example supplied with electrical energy from an energy source.

Le disjoncteur 2 comprend une enveloppe externe 56 creuse à l'intérieur de laquelle sont disposés l'interrupteur à vide 4, le système de rappel 6, le système de verrouillage 8 et le système de déverrouillage 10.The circuit breaker 2 comprises a hollow outer casing 56 inside which the vacuum switch 4, the return system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10 are arranged.

L'enveloppe externe 56 s'étend autour de l'interrupteur à vide 4, du système de rappel 6, du système de verrouillage 8 et du système de déverrouillage 10.The outer envelope 56 extends around the vacuum switch 4, the return system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10.

L'enveloppe externe 56 est isolante électriquement. Elle est réalisée dans un matériau électriquement isolant.The outer envelope 56 is electrically insulating. It is made of an electrically insulating material.

L'enveloppe externe 56 est de forme générale tubulaire s'étendant suivant l'axe longitudinal A.The external envelope 56 is of generally tubular shape extending along the longitudinal axis A.

La portion de connexion 14B du premier contact électrique 14 sort à une extrémité longitudinale de l'enveloppe externe 56, et la portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 sort à l'autre extrémité longitudinale de l'enveloppe externe 56.The connection portion 14B of the first electrical contact 14 exits at one longitudinal end of the outer casing 56, and the connection portion 16B of the second electrical contact 16 exits at the other longitudinal end of the outer casing 56.

L'enveloppe externe 56 comprend un premier tronçon 58A recevant l'interrupteur à vide 4 et un deuxième tronçon 58B recevant le système de rappel 6, le système de verrouillage 8 et le système de déverrouillage 10.The outer envelope 56 comprises a first section 58A receiving the vacuum switch 4 and a second section 58B receiving the return system 6, the locking system 8 and the unlocking system 10.

Dans l'exemple représenté, la cloison interne 30 sépare le premier tronçon 58A et le deuxième tronçon 58B.In the example shown, the internal partition 30 separates the first section 58A and the second section 58B.

Des parois d'extrémité 60 ferment la cavité interne définie par l'enveloppe externe 56 à ses extrémités longitudinales. Une paroi d'extrémité 60 est venue de matière avec l'enveloppe externe 56, l'autre paroi d'extrémité 60 étant rapportée sur l'enveloppe externe 56.End walls 60 close the internal cavity defined by the external envelope 56 at its longitudinal ends. One end wall 60 is integral with the outer casing 56, the other end wall 60 being attached to the outer casing 56.

L'enveloppe externe 56 comprend des ailettes 62 annulaires circonférentielles formées en saillie sur la surface externe de l'enveloppe externe 56. Les ailettes 62 sont parallèles entre elles. Ces ailettes 62 confèrent à l'enveloppe externe 56 une forme ondulée lorsque l'on parcourt la surface externe de l'enveloppe externe 56 suivant l'axe longitudinal A. Ces ailettes 62 limitent le risque de propagation d'un courant électrique surfacique sur la surface externe de l'enveloppe externe 56, en augmentant le chemin à parcourir, et donc la résistance s'opposant au passage d'un tel courant électrique.The outer casing 56 comprises circumferential annular fins 62 formed projecting on the outer surface of the outer casing 56. The fins 62 are parallel to each other. These fins 62 give the outer casing 56 a wavy shape when traveling over the outer surface of the outer casing 56 along the longitudinal axis A. These fins 62 limit the risk of propagation of a surface electric current on the external surface of the external envelope 56, by increasing the path to be covered, and therefore the resistance opposing the passage of such an electric current.

Dans l'exemple illustré, l'élément de verrouillage fixe 44, les aimants permanents 42 et les électroaimants 48 sont portés par des éléments de support 64 fixés sur l'enveloppe externe 56, et plus particulièrement encastrés dans l'enveloppe externe 56. Chaque élément de support 64 s'étend en saillie à l'intérieur de l'enveloppe externe 56.In the example illustrated, the fixed locking element 44, the permanent magnets 42 and the electromagnets 48 are carried by support elements 64 fixed on the external envelope 56, and more particularly embedded in the external envelope 56. Each support element 64 extends projecting inside the external envelope 56.

Dans l'exemple des Figures 1 et 2, qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention, en fonctionnement, l'interrupteur à vide 4 est initialement fermé. Le premier contact électrique 14 et le deuxième contact électrique 16 sont en contact l'un avec l'autre, permettant ainsi le passage du courant à travers le disjoncteur 2. Le capteur de courant 52 fournit à l'unité de commande 54 un signal de mesure représentatif du courant traversant le disjoncteur 2.In the example of Figures 1 And 2 , which is not an embodiment of the invention, in operation, the vacuum switch 4 is initially closed. The first electrical contact 14 and the second electrical contact 16 are in contact with each other, thus allowing the passage of current through the circuit breaker 2. The current sensor 52 provides the control unit 54 with a signal of representative measurement of the current passing through circuit breaker 2.

Lorsque le courant dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé, l'unité de commande 54 envoie un signal de commande au système de déverrouillage 10 pour alimenter chaque électroaimant 48 de manière à libérer le deuxième contact électrique 16, qui se déplace alors en position ouverte, ici sous l'effet du système de rappel 6.When the current exceeds the predetermined current intensity threshold, the control unit 54 sends a control signal to the unlocking system 10 to power each electromagnet 48 so as to release the second electrical contact 16, which then moves into position open, here under the effect of the reminder system 6.

Pour réarmer le disjoncteur 2, c'est-à-dire refermer l'interrupteur à vide 4, il suffit de replacer le deuxième contact électrique 16 en contact avec le premier contact électrique 14. Le deuxième contact électrique 16 est alors automatiquement retenu en position fermée par le système de verrouillage 8 à aimant(s) permanent(s) 42.To reset the circuit breaker 2, that is to say close the vacuum switch 4, it is sufficient to replace the second electrical contact 16 in contact with the first electrical contact 14. The second electrical contact 16 is then automatically retained in position closed by the locking system 8 with permanent magnet(s) 42.

Le réarmement peut par exemple être effectué manuellement par un opérateur en agissant sur le deuxième contact électrique 16 à l'encontre du système de rappel 6, directement ou par l'intermédiaire d'un mécanisme de réarmement manuel, comprenant par exemple un levier pour faciliter l'opération.Resetting can for example be carried out manually by an operator by acting on the second electrical contact 16 against the return system 6, directly or via a manual resetting mechanism, comprising for example a lever to facilitate the operation.

Le disjoncteur 2 de la Figure 3, qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention, diffère de celui des Figures 1 et 2 en ce que le système de commande 50 comprend une réserve 66 d'énergie électrique propre à stocker de l'énergie électrique, la réserve 66 étant reliée à chaque électroaimant 48 par l'intermédiaire d'un interrupteur électrique 68, prévu par exemple sous la forme d'un relais électrique, l'unité de commande 50 étant configurée pour commander la fermeture du relais électrique 68 et ainsi provoquer l'alimentation de chaque électroaimant 48 par la réserve 66, et ainsi l'ouverture de l'interrupteur à vide 4, lorsque l'intensité du courant circulant traversant le disjoncteur 2 dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé.Circuit breaker 2 of the Figure 3 , which is not an embodiment of the invention, differs from that of Figures 1 And 2 in that the control system 50 comprises a reserve 66 of electrical energy capable of storing electrical energy, the reserve 66 being connected to each electromagnet 48 via an electrical switch 68, provided for example under the form of an electrical relay, the control unit 50 being configured to control the closing of the electrical relay 68 and thus cause the supply of each electromagnet 48 by the reserve 66, and thus the opening of the vacuum switch 4 , when the intensity of the current circulating through the circuit breaker 2 exceeds the predetermined current intensity threshold.

La réserve 66 est par exemple une capacitance. Une telle réserve 66 peut être remplie rapidement et se vider rapidement dans chaque électroaimant 48 pour provoquer une ouverture rapide de l'interrupteur à vide 4.The reserve 66 is for example a capacitance. Such a reserve 66 can be filled quickly and emptied quickly into each electromagnet 48 to cause rapid opening of the vacuum switch 4.

La réserve 66 est par exemple alimentée en énergie électrique à partir du courant circulant dans le disjoncteur 2. En fonctionnement, de l'énergie électrique est stockée dans la réserve 66 lorsque le disjoncteur 2 est fermé.The reserve 66 is for example supplied with electrical energy from the current circulating in the circuit breaker 2. In operation, electrical energy is stored in the reserve 66 when the circuit breaker 2 is closed.

Lorsque l'intensité du courant mesurée par le capteur de courant 52 dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé, l'unité de commande 50 commande la fermeture de l'interrupteur électrique 68, ce qui provoque l'alimentation de chaque électroaimant 48 à partir de la réserve 66, le déverrouillage du deuxième contact électrique 16, et son déplacement en position ouverte, ici sous l'effet du système de rappel 6.When the intensity of the current measured by the current sensor 52 exceeds the predetermined current intensity threshold, the control unit 50 commands the closing of the electrical switch 68, which causes the power supply of each electromagnet 48 to from reserve 66, unlocking the second contact electric 16, and its movement in the open position, here under the effect of the return system 6.

Le réarmement peut être effectué de manière analogue à l'exemple des Figures 1 et 2.Resetting can be carried out analogously to the example of Figures 1 And 2 .

En variante, l'alimentation en énergie électrique de la réserve 66 peut être effectuée par une source d'alimentation externe.Alternatively, the supply of electrical energy to the reserve 66 can be carried out by an external power source.

Sur la Figure 3, le système de commande 50 est représenté schématiquement partiellement à l'extérieur de l'enveloppe 56, mais peut en pratique être intégré à l'intérieur de l'enveloppe 56On the Figure 3 , the control system 50 is shown schematically partially outside the envelope 56, but can in practice be integrated inside the envelope 56

L'exemple de la Figure 4, qui est un exemple de réalisation de l'invention, diffère de celui des Figures 1 et 2 en ce que le système de commande 50 comprend une bobine électrique 70 agencée pour alimenter chaque électroaimant 48 du système de déverrouillage 10, par induction magnétique à partir du courant circulant à travers le disjoncteur 2.The example of the Figure 4 , which is an example of an embodiment of the invention, differs from that of Figures 1 And 2 in that the control system 50 comprises an electric coil 70 arranged to power each electromagnet 48 of the unlocking system 10, by magnetic induction from the current circulating through the circuit breaker 2.

La bobine électrique 70 est par exemple disposée autour de la portion de connexion 16B du deuxième contact électrique 16 et connectée électriquement à chaque électroaimant 48, de sorte que la circulation d'un courant électrique dans le deuxième contact électrique 16 génère un courant induit dans la bobine électrique 70 par induction électromagnétique, chaque électroaimant 48 étant alimenté en courant électrique à partir du courant électrique induit.The electric coil 70 is for example arranged around the connection portion 16B of the second electrical contact 16 and electrically connected to each electromagnet 48, so that the circulation of an electric current in the second electrical contact 16 generates an induced current in the electric coil 70 by electromagnetic induction, each electromagnet 48 being supplied with electric current from the induced electric current.

Le système de verrouillage 8, le système de déverrouillage 10 et le système de commande sont configurés de sorte que lorsque l'intensité du courant traversant le disjoncteur 2 dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé, le système de déverrouillage 10 génère un force magnétique suffisante pour libérer le deuxième contact électrique 16 et provoquer son déplacement en position ouverte sous l'effet du système de rappel 6.The locking system 8, the unlocking system 10 and the control system are configured so that when the intensity of the current passing through the circuit breaker 2 exceeds the predetermined current intensity threshold, the unlocking system 10 generates a magnetic force sufficient to release the second electrical contact 16 and cause it to move into the open position under the effect of the return system 6.

Le réarmement peut être effectué de manière analogue à l'exemple des Figures 1 et 2.Resetting can be carried out analogously to the example of Figures 1 And 2 .

L'exemple de la Figure 5, qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention, diffère de celui des Figures 1 et 2 en ce que le disjoncteur 2 est dépourvu de système de déverrouillage 10 et de système de commande 50.The example of the Figure 5 , which is not an embodiment of the invention, differs from that of Figures 1 And 2 in that the circuit breaker 2 does not have an unlocking system 10 and a control system 50.

Le passage d'un courant à travers le disjoncteur 2 génère une force électrique répulsive entre le premier contact électrique 14 et le deuxième contact électrique 16, cette force électrique répulsive tendant à écarter le premier contact électrique 14 et le deuxième contact électrique 16 l'un de l'autre. La force électrique répulsive est fonction de l'intensité du courant traversant le disjoncteur 2.The passage of a current through the circuit breaker 2 generates a repulsive electrical force between the first electrical contact 14 and the second electrical contact 16, this repulsive electrical force tending to separate the first electrical contact 14 and the second electrical contact 16 from each other. the other. The repulsive electrical force depends on the intensity of the current passing through circuit breaker 2.

Le système de verrouillage 8 est configuré pour retenir le deuxième contact électrique 16 en position fermée à l'encontre de la force électrique répulsive générée par la passage du courant à travers le disjoncteur 2 et de la force de rappel générée par le système de rappel 6 tant que l'intensité du courant est inférieure au seuil d'intensité de courant prédéterminé, et pour permettre le déplacement du deuxième contact électrique 16 en position ouverte lorsque l'intensité du courant est égale ou supérieure au seuil d'intensité de courant prédéterminé sous l'effet de la force électrique répulsive et de la force de rappel.The locking system 8 is configured to retain the second electrical contact 16 in the closed position against the repulsive electrical force generated by the passage of current through the circuit breaker 2 and the return force generated by the return system 6 as long as the current intensity is lower than the predetermined current intensity threshold, and to allow the second electrical contact 16 to move into the open position when the current intensity is equal to or greater than the predetermined current intensity threshold under the effect of repulsive electric force and restoring force.

En d'autres termes, la force de retenue générée par le système de verrouillage 8 et par la dépression dans l'interrupteur à vide 4 est sensiblement égale ou inférieure à la somme de la force de rappel et de la force électrique répulsive générée par le passage à travers le disjoncteur 2 d'un courant dont l'intensité est égale ou supérieure au seuil d'intensité de courant prédéterminé.In other words, the retaining force generated by the locking system 8 and by the depression in the vacuum switch 4 is substantially equal to or less than the sum of the restoring force and the repulsive electrical force generated by the passage through the circuit breaker 2 of a current whose intensity is equal to or greater than the predetermined current intensity threshold.

Le réarmement peut être effectué de manière analogue à l'exemple des Figures 1 et 2.Resetting can be carried out analogously to the example of Figures 1 And 2 .

L'exemple de la Figure 6, qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention, diffère de celui des Figures 1 et 2 en ce que le système de commande 50 comprend un composant électrique sacrificiel 72 relié électriquement au deuxième contact électrique 16 et propre à être détérioré lorsque le courant traversant le disjoncteur 2 dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé, et une unité de commande 54 configurée pour activer le système de déverrouillage 10 lorsque le composant électrique sacrificiel 72 est détérioré, provoquant ainsi le déverrouillage du deuxième contact électrique 16 et son déplacement en position ouverte sous l'effet du système de rappel 6.The example of the Figure 6 , which is not an embodiment of the invention, differs from that of Figures 1 And 2 in that the control system 50 comprises a sacrificial electrical component 72 electrically connected to the second electrical contact 16 and capable of being damaged when the current passing through the circuit breaker 2 exceeds the predetermined current intensity threshold, and a control unit 54 configured to activate the unlocking system 10 when the sacrificial electrical component 72 is damaged, thus causing the second electrical contact 16 to be unlocked and moved to the open position under the effect of the return system 6.

Le composant électrique sacrificiel 72 est par exemple un fusible ou une pièce dans un alliage à basse température de fusion configuré pour rompre lorsque l'intensité du courant dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé, ou un composant électrique explosif configuré pour exploser lorsque l'intensité du courant dépasse le seuil d'intensité de courant prédéterminé.The sacrificial electrical component 72 is for example a fuse or a part in a low melting temperature alloy configured to break when the current intensity exceeds the predetermined current intensity threshold, or an explosive electrical component configured to explode when the current intensity exceeds the predetermined current intensity threshold. The current intensity exceeds the predetermined current intensity threshold.

Dans les exemples de la Figure 6, le réarmement du disjoncteur 2 peut être effectué de manière analogue à l'exemple des Figures 1 et 2, à ceci près qu'il convient de remplacer le fusible ou le composant électrique explosif, de préférence avant le réarmement.In the examples of the Figure 6 , the reset of the circuit breaker 2 can be carried out in a manner similar to the example of Figures 1 And 2 , except that the fuse or explosive electrical component should be replaced, preferably before rearming.

L'invention permet d'obtenir un disjoncteur 2 de conception et de fonctionnement simple, qui peut être obtenu à faible coût et dont la manipulation est simple à réaliser.The invention makes it possible to obtain a circuit breaker 2 of simple design and operation, which can be obtained at low cost and which is simple to handle.

Ceci permet d'ajouter ce disjoncteur 2 dans un circuit électrique comprenant déjà d'autre disjoncteur 2, pour améliorer la protection du circuit électrique à un coût raisonnable et sans augmenter la complexité du circuit électrique ou la complexité de sa manutention.This makes it possible to add this circuit breaker 2 in an electrical circuit already comprising another circuit breaker 2, to improve the protection of the electrical circuit at a cost reasonable and without increasing the complexity of the electrical circuit or the complexity of its handling.

Tel qu'illustré sur la Figure 7, le disjoncteur 2 peut être disposé dans un circuit d'alimentation d'un véhicule ferroviaire 74.As illustrated on the Figure 7 , the circuit breaker 2 can be placed in a power supply circuit of a railway vehicle 74.

Le véhicule ferroviaire 74 comprend par exemple un dispositif de captage 76 pour capter un courant électrique à partir d'une ligne d'alimentation 77. La ligne d'alimentation 76 est par exemple une ligne aérienne et le dispositif de captage 76 est par exemple un pantographe.The railway vehicle 74 comprises for example a collection device 76 for capturing an electric current from a power line 77. The power line 76 is for example an overhead line and the collection device 76 is for example an pantograph.

Le véhicule ferroviaire 74 comprend un disjoncteur principal 78 disposé entre le dispositif de captage 76 et un réseau électrique haute tension 80 du véhicule ferroviaire 74.The railway vehicle 74 comprises a main circuit breaker 78 arranged between the collection device 76 and a high voltage electrical network 80 of the railway vehicle 74.

Le véhicule ferroviaire 74 comprend en outre un dispositif de palpage de tension 82 relié au dispositif de captage 76 pour l'alimentation d'un réseau d'alimentation basse tension 84 à partir du dispositif de captage, et un disjoncteur 2 auxiliaire conforme à l'invention étant disposé entre le dispositif de captage 76 et le dispositif de palpage de tension 82. Le dispositif de palpage de tension 82 comprend avantageusement un transformateur et est configuré pour déterminer le niveau de tension du courant d'alimentation fourni par la ligne d'alimentation 77.The railway vehicle 74 further comprises a voltage sensing device 82 connected to the sensing device 76 for supplying a low voltage power supply network 84 from the sensing device, and an auxiliary circuit breaker 2 conforming to the invention being disposed between the sensing device 76 and the voltage sensing device 82. The voltage sensing device 82 advantageously comprises a transformer and is configured to determine the voltage level of the supply current supplied by the power line 77.

Ainsi, le réseau raccordé en amont du disjoncteur principal 78 et notamment le dispositif de palpage 82 peut être protégé à un coût raisonnable et sans augmenter la complexité du circuit électrique ou la complexité de sa manutention. En outre le disjoncteur 2 permet d'éviter de solliciter de manière non désirée une sous-station alimentant la ligne d'alimentation 77 en cas de court-circuit au niveau du dispositif de palpage 82.Thus, the network connected upstream of the main circuit breaker 78 and in particular the sensing device 82 can be protected at a reasonable cost and without increasing the complexity of the electrical circuit or the complexity of its handling. In addition, the circuit breaker 2 makes it possible to avoid undesired stress on a substation supplying the power line 77 in the event of a short circuit at the level of the sensing device 82.

Une autre application est l'installation du disjoncteur en série avec un disjoncteur principal afin de réaliser une protection électrique ultime additionnelle contre les courts-circuits ou sur-courants. Une sélectivité des seuils de déclenchement des deux disjoncteurs peut être envisagée dans ce cas.Another application is the installation of the circuit breaker in series with a main circuit breaker in order to provide additional ultimate electrical protection against short circuits or overcurrents. A selectivity of the tripping thresholds of the two circuit breakers can be considered in this case.

Claims (7)

  1. A circuit breaker including a vacuum switch (4) comprising a first electrical contact (14) and a second electrical contact (16) movable relative to the first electrical contact (14) between a closed position in which the second electrical contact (16) is in contact with the first electrical contact (14) to allow current flow, and an open position in which the second electrical contact (16) is spaced apart from the first electrical contact (14) to interrupt the passage of current, and a locking system (8) comprising at least one permanent magnet (42) arranged to generate a magnetic force opposing the displacement of the second electrical contact (16) from the closed position to the open position, the circuit breaker comprising an unlocking system (10) having at least one electromagnet (48) arranged to generate a magnetic force opposite to that generated by the locking system (8) so as to enable the second electrical contact (16) to be in the open position, comprising a control system (50) configured to control the release system (10) as a result of the current flowing through the circuit breaker to release the second electrical contact (16) when the current flowing through the circuit breaker exceeds a predetermined current threshold, characterised in that the control system (50) comprises an electromagnetic coil arranged to supply each electromagnet (48) from the current passing through the circuit breaker by electromagnetic induction.
  2. A circuit breaker as claimed in claim 1, comprising a return system (6) comprising at least one resilient component arranged to exert on the second electrical contact (16) a return force from the closed position to the open position, the locking system being configured to hold the second electrical contact (16) in the closed position against the return system.
  3. A circuit breaker as claimed in claim 2, wherein the return system (6) comprises at least one return component (26) in the form of a compression spring and/or at least one return component (28) in the form of a tension spring.
  4. A circuit breaker as claimed in claim 2 or 3, in which the circuit breaker can be reset manually by an operator by acting on the second electrical contact (16) against the return system (6), either directly or via a manual reset mechanism.
  5. A circuit breaker according to any one of the preceding claims, comprising an electrically insulating hollow outer casing, the vacuum switch (4) and the locking system (8) being housed inside the outer casing.
  6. A rail vehicle comprising an electrical power supply network, a collection device (76) connected to the electrical power supply network and suitable for collecting an electric current from a supply line, and a circuit breaker as claimed in any one of claims 1 to 5, placed between the collection device and the electrical power supply network.
  7. Railway vehicle according to claim 6, comprising a voltage sensing device (82), configured to determine the voltage level of the supply current supplied by the supply line, the sensing device (82) being connected to the collection device (76) by said circuit breaker.
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