FR2507384A1 - Fusible haute tension - Google Patents

Abstract

FUSIBLE ASSURANT UNE PROTECTION CONVENABLE DANS DES CONDITIONS CREEES PAR UN COURT-CIRCUIT ET CELLES CREEES PAR UN COURANT DE SURCHARGE FAIBLE OU ELEVEE. IL COMPREND AU MOINS UN ELEMENT FUSIBLE 10, CET ELEMENT PRESENTANT SUR SA LONGUEUR UN PREMIER ENSEMBLE DE ZONES 16 DE SECTION DROITE REDUITE ET UN DEUXIEME ENSEMBLE DE ZONES 18 DE SECTION DROITE REDUITE, LES ZONES DU SECOND ENSEMBLE COMPORTANT AU MOINS DEUX SEGMENTS DONT L'UN AU MOINS A UNE PARTIE 20 DE TEMPERATURE DE FUSION PLUS BASSE, CES ZONES ETANT CONCUES DE TELLE SORTE QUE LES ZONES DU PREMIER ENSEMBLE FONDENT AVANT LES ZONES DU SECOND ENSEMBLE POUR UN PREMIER COURANT EXCEDANT UNE PREMIERE VALEUR PENDANT UNE PREMIERE DUREE, LES ZONES DU SECOND ENSEMBLE FONDENT AVANT LES ZONES DU PREMIER ENSEMBLE POUR UN DEUXIEME COURANT DE VALEUR INFERIEURE A LA PREMIERE VALEUR ET D'UNE DEUXIEME DUREE EXCEDANT LA PREMIERE DUREE, LE SEGMENT DES ZONES DU SECOND ENSEMBLE AYANT LA TEMPERATURE DE FUSION LA PLUS ELEVEE OBLIGEANT, LORS DE L'APPARITION DU DEUXIEME COURANT, LE SEGMENT RESTANT DE CE DEUXIEME ENSEMBLE A FONDRE AVANT DE FONDRE LUI-MEME. APPLICATION A LA PROTECTION DES TRANSFORMATEURS.

Description

L'invention concerne, d'une manière générale, des fusibles électriques,

et, plus particulièrement, des fusibles haute tension limiteurs de courant pour protection d'un

transformateur électrique pouvant être soumis à des condi-

tions de court-circuit, de faible surcharge et de surcharge

élevée de courant.

Il est souhaitable que les fusibles haute tension limi-

teurs de courant utilisés pour la protection de composants électriques, tels que les transformateurs, soient adaptés au courant qui circule dans les circuits associés à ce transformateur Les fusibles haute tension limiteurs de courant pour transformateurs électriques peuvent, par exemple, être soumis à une pointe ou un appel de courant dont la valeur correspond à vingt-cinq fois la valeur nominale du courant de transformateur pendant un temps relativement court de 0,01 s, et être supposés ne pas fondre ou se couper dans ces conditions De même, le fusible peut être supposé ne pas fondre ou se couper pour un courant d'appel dont la valeur correspond à douze fois la valeur nominale du courant de transformateur et dont la durée de 0,1 S est relativement longue En cas de court-circuit toutefois, il est souhaitable que le fusible se coupe pour éviter que le transformateur électrique soit endommagé Il est, de plus, souhaitable qu'en cas de court-circuit, le fusible se coupe rapidement pour réduire ou limiter la quantité d'énergie qui, passant par ce

fusible, pourrait endommager le transformateur.

Il est demandé, par ailleurs, qu'un fusible puisse se couper pour tous les courants de défauts compris entre une

valeur nominale maximum d'interruption et celles qui entrai-

nent sa fusion en une heure ou plus Les fusibles destinés à la protection des transformateurs doivent en outre se

couper assez rapidement pour un courant de défaut correspon-

dant à un court-circuit en sortie du transformateur Comme ce courant peut ne correspondre qu'à huit fois la valeur nominale du courant, le fusible devant sauter en moins de 2 s, on voit donc que l'étude d'un fusible impose de faire

face à des exigences contradictoires.

Les fusibles haute tension limiteurs de courant sont

parfaitement connus On trouvera la description d'un tel

fusible dans le brevet des-Etats-Unis d'Amérique N O 4 198 615.

Le fusible décrit dans ce brevet comporte un certain nombre d'éléments de limitation du courant avec un certain nombre de moyens d'établissement d'intervalles d'arc tous couplés

électriquement en parallèle Dans des conditions correspon-

dant à un faible courant de défaut, les fusibles limiteurs de courant répartissent séquentiellement le courant de défaut vers les éléments fusibles en parallèle, et vers un élément à la fois, pour entraîner une fusion relativement rapide de chacun de ces éléments, ce qui accélère la disparition

des conditions correspondant à un faible courant de défaut.

On considère souhaitable que la fonction correspondant à

une limitation correcte du courant soit assurée par utilisa-

tion d'éléments fusibles seuls, et que soit réduit le nombre

d'éléments fusibles requis.

On trouvera également la description d'un fusible haute

tension comportant un certain nombre de mêmes éléments fusibles en parallèle dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 835 431 Il s'agit d'un fusible électrique de protection contre les courts-circuits, les faibles surcharges et les

faibles surcharges prolongées.

On trouvera de même la description d'un fusible limiteur

de courant dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique

no 2 866 037 Le fusible décrit comporte des parties étran-

glées de section droite réduite pour diminuer l'énergie de l'arc, ainsi qu'un matériau formant un alliage pour améliorer la réponse du fusible aux conditions créées par une surcharge faible et prolongée Aucun des fusibles décrits dans les deux brevets précités n'est adapté pour faire une discrimination entre les conditions créées par un défaut et celles créées par des courants transitoires ou des pointes de courant Or, il est souhaitable qu'un fusible soit adapté pour faire une discrimination entre un courant de défaut ou un courant de pointe ou transitoire, et un appel de courant anormal dans un dispositif électrique Lors d'un courant de défaut, le fusible se coupe alors qu'il tient et ne se rompt pas lors d'une

pointe de courant.

L'invention a donc pour objectif la réalisation d'un fusible haute tension limiteur de courant, assurant une protection correcte d'un dispositif électrique tel qu'un

transformateur, dans les conditions créées par un court-

circuit et dans celles créées par un courant de surcharge

faible ou élevée.

L'invention a aussi pour objectif la réalisation d'un fusible supportant, sans se couper, une large gamme de

pointes de courant.

L'invention a également pour objectif la réalisation d'un fusible à éléments fusibles se coupant rapidement dans des

conditions de court-circuit, afin de réduire la quantité d'éner-

gie que laisse passer le fusible.

Le fusible limiteur de courant conforme à l'invention comporte des éléments fusibles qui se coupent rapidement dans les conditions créées par un courant de court-circuit, qui tiennent dans les conditions créées par des courants d'appel relativement élevés et de courte durée, et qui évitent les

conditions créées par un courant relativement faible condui-

sant à la fusion des éléments en une heure ou plus Ce fusible haute tension fonctionne sur une large gamme de courants, et est

particulièrement adapté pour l'interruption de faibles courants.

Ce fusible comporte une enveloppe isolante tubulaire, et, dans cette enveloppe, un matériau granulaire inerte à forte rigidité diélectrique Ce fusible comporte, en outre, un ou plusieurs éléments fusibles de type ruban Dans le cas de plusieurs éléments, ces derniers sont électriquement reliés en parallèle L'élément ou les éléments fusibles présentent, sur leur longueur, en des emplacements espacés, un premier ensemble de zones de section droite-réduite d'une première

valeur prédéterminée, et un deuxième ensemble de zones de sec-

tion droite réduite d'une deuxième valeur prédéterminée, le courant traversant ces premières et secondes zones Les secondes zones de section droite réduite comportent deux, ou plus, segments conducteurs parallèles Les premières zones de section droite réduite de valeur prédéterminée ont une caractéristique de fusion temps-courant telle qu'elles commencent à fondre avant les secondes zones de section droite réduite de valeur prédéterminée dans des premières conditions de courant anormal pour lesquelles le courant fourni à l'élément fusible est supérieur à une première valeur prédéterminée de courant pendant une première durée prédéterminée Les secondes zones de section droite réduite de valeur prédéterminée ont une caractéristique de fusion temps-courant telle qu'elles commencent à fondre avant les

premières zones de section droite réduite de valeur prédéter-

minée dans des secondes conditions de courant anormal pour lesquelles le courant fourni à l'élément fusible est inférieur à la première valeur prédéterminée de courant pendant un

temps plus long qu'une deuxième durée prédéterminée, elle-

même plus longue que la première durée prédéterminée Le deuxième ensemble de zones de section droite réduite comporte deux, ou plus, segments conducteurs Ces segments sont faits de matériaux fusibles, dont l'un a une température de fusion plus élevée que celle du ou des segments, restants de sorte que ce segment conducteur fond après le ou les autres

segments dans les secondes conditions de courant anormal.

Ce segment de chaque deuxième ensemble de zones de section droite réduite a un temps de fusion suffisamment long dans les secondes conditions de courant anormal pour obliger les segments restants de pratiquement tous les seconds ensembles de zones de section droite réduite à fondre avant qu'il ne

fonde lui-même.

La suite de la description se réfère aux dessins annexés

qui représentent figure 1, une partie d'élément fusible selon un exemple de réalisation conforme à l'invention; figures 2 et 3, des exemples de fixation d'un matériau à plus bas point de fusion sur l'élément fusible; figure 4, en partie, les caractéristiques de l'élément fusible de la figure 1; et figures 5-9, diverses réalisations de l'élément

fusible conforme à l'invention.

On a représenté figure 1 une partie d'un élément fusible conforme à l'invention Bien qu'on n'ait représenté qu'un seul élément fusible 10, il est entendu que l'invention concerne un fusible (non représenté) dont la structure comporte un certain nombre d'éléments fusibles 10 qui sont reliés électriquement en parallèle Les éléments fusibles

du fusible peuvent être enroulés autour d'un noyau-

support placé dans une enveloppe isolante tubulaire, avec bornes électriques à ses extrémités opposées, les éléments

fusibles formant un circuit électrique entre ces bornes.

Le fusible peut être aussi du type ne comportant pas de noyau-support Dans ce type de fusible, les éléments 10 sont montés entre les bornes électriques situées aux extrémités opposées du fusible On n'a pas représenté figure 1 l'enveloppe isolante, le noyau-support et les bornes, mais on peut se reporter au brevet des Etats-Unis d'Amérique

n O 3 294 936 qui en donne la description.

Chaque élément fusible 10 a la forme d'un ruban et est constitué par un matériau fusible électriquement conducteur tel que l'argent Les dimensions de l'élément fusible 10 dépendent de la valeur du courant que doit être capable de supporter le dispositif que l'on souhaite protéger avec le

fusible S'il s'agit par exemple d'un transformateur élec-

trique de puissance nominale 1000 k VA sous 13,2 k V, le fusible peut comporter cinq éléments 10 montés en parallèle, dont les dimensions caractéristiques sont de 1000 mm en

longueur, 5 mm en largeur et 0,05 mm en épaisseur chacun.

Chacun des cinq éléments 10 peut supporter 13 A en courant continu. L'élément fusible 10 comporte un premier ensemble de découpes ou perforations 12 et un second ensemble de découpes ou fentes 14 Les fentes 14 sont séparées l'une de l'autre

par un groupe de perforations 12 espacées l'une de l'autre.

Les perforations 12 et les fentes 14 forment respectivement, en des emplacements espacés sur la longueur de l'élément fusible 10, un premier et un second ensemble de zones de section droite disponible pour la circulation réduite du courant L'un des segments formés de chaque côté de la fente 14 comporte une partie 20, représentée figure 1, à laquelle est fixé un matériau fusible, tel que de la soudure, dont la température basse de fusion est très inférieure à celle du matériau fusible constituant l'élément 10 On a représenté figures 2 et 3 deux exemples de fixation de la partie 20

sur le segment correspondant de l'élément fusible 10.

On a représenté figure 2, l'élément fusible 10 déformé, ou enfoncé, à l'endroit du segment choisi, de manière à former une gorge ou cuvette 21 Le matériau à plus bas point de fusion, tel que de la soudure, est fondu dans la gorge 21 de façon à réaliser un contact intime avec l'élément

fusible 10.

La figure 3 représente une partie 20 A qui relie deux parties séparées 10 A et 10 B de l'élément fusible 10 La partie 20 A est fixée mécaniquement, par des moyens appropriés, aux parties 10 A et 10 B, constituant une connexion électrique entre ces parties situées près des fentes 14 allongées choisies. Les perforations 12 de l'élément fusible 10 telles que représentées figure 1 ont été formées par découpe dans la partie centrale de l'élément fusible 10 Les séparations

entre les perforations 12 et les segments extérieurs corres-

pondants de l'élément fusible 10 forment des zones parallèles rétrécies 16 comme représenté figure 1 Les perforations 12 représentées figure 1 sont de forme circulaire, mais peuvent avoir toute autre forme susceptible de contenir les zones rétrécies 16 délimitables Pour un courant nominal de 13 A, le diamètre des perforations 12 peut être de 3 mm et la largeur

des zones rétrécies 16 parallèles 0,7 mm.

La figure 1 représente, en outre, un exemple de fente 14 formée par découpe dans la partie centrale de l'élément fusible 10 Les séparations entre les fentes et les segments extérieurs correspondants de l'élément fusible 10 forment

des zones rétrécies 18 parallèles Les fentes 14 représen-

tées figure 1 ont une forme allongée mais peuvent avoir

toute autre forme susceptible de contenir les zones rétré-

cies 18 délimitables Pour un courant nominal de 13 A, les fentes peuvent avoir une longueur de 18 mm et les zones

rétrécies parallèles 18 une largeur de 1,2 mm.

Comme on l'a dit précédemment, il est souhaitable qu'un fusible, composé d'éléments fusibles tels que l'élément 10, puisse supporter des courants d'appel relativement élevés de durées diverses, appliqués à un dispositif électrique tel qu'un transformateur haute tension Il est également

souhaitable que l'élément fusible 10 se coupe très rapide-

ment dans des conditions de court-circuit, afin de réduire ou de limiter fortement la quantité d'énergie passant dans

ces conditions dans le fusible.

On sait que la durée de passage et l'intensité d'un courant traversant un matériau fusible, ainsi que les diverses sections droites du matériau de l'élément fusible disponibles pour le passage du courant appliqué, sont des facteurs qui déterminent la caractéristique temps-courant de fusion ou de coupure de l'élément 10 Ces sections droites de l'élément 10 déterminent le volume dans lequel peut se

dissiper la chaleur créée par le passage du courant, cepen-

dant que sa surface influence les pertes de chaleur Par ailleurs, le choix de la température de fusion des parties

de l'élément 10 en détermine aussi la possibilité de rupture.

Les caractéristiques géométriques (longueur, largeur, épais-

seur) des zones rétrécies 16 et 18 et le matériau à plus bas point de fusion ajouté à la partie 20 sont choisis pour réaliser un élément fusible 10 adapté au courant qui circule

dans le circuit associé à un transformateur haute tension.

La section droite et la géométrie des zones rétrécies 16 sont choisies pour qu'il y ait rupture en ces zones lorsque le courant dans l'élément fusible 10 atteint une valeur supérieure à une première valeur-niveau, pendant une

première durée supérieure à une première valeur prédéterminée.

De même, la section droite et la géométrie des zones rétré-

cies 18 sont choisies pour qu'il y ait rupture en ces zones lorsque le courant dans l'élément fusible 10 prend une valeur inférieure à la première valeur-niveau pendant une

deuxième durée supérieure à la première valeur prédéterminée.

Dans un fusible composé de cinq éléments fusibles 10 avec les dimensions préalablement données pour les régions 16 et 18, un courant supérieur à 1500 A pendant une durée de l'ordre de 0,01 S provoquera la fusion et la rupture des zones 16, alors qu'un courant supérieur à 620 A pendant un temps de l'ordre de 0,10 S provoquera la fusion et la

rupture des zones 18 Une valeur de 520 A est caractéristi-

que d'un courant d'appel dont la valeur est douze fois celle du courant nominal dans le transformateur électrique protégé par le fusible De même, une valeur de 1100 A est caractéristique d'un courant d'appel dont la valeur est

vingt-cinqfois celle du courant nominal dans le transfor-

mateur électrique protégé par le fusible, -

On peut calculer le facteur I 2 t, ou énergie traversant le fusible / avant que s'amorce l'arc de fusion provoqué

par un courant de court-circuit Etant donné le nombre d'élé-

ments fusibles 10 et leurs dimensions (valeurs précédemment données), et avec un courant de court-circuit élevé (de, par exemple, 50 000 A), l'énergie qui provoquera la fusion des zones rétrécies 18 sera de l'ordre de 30 000 A 2 s, alors que celle qui provoquera la fusion-des zones 16 sera de l'ordre de 10 000 A 2 s La zone 18 détermine donc les valeurs limites pour des courants d'appel d'une durée de 0,1 s, et la zone 16 limite l'énergie nécessaire à la rupture du fusible en condition de courtcircuit La zone 16 supporte correctement des pointes de tension de 0,1 s, mais ne protège pas correctement le transformateur lors de surchages moyennes

telles que celles dues à un défaut dans le circuit secon-

daire de ce transformateur Avec les caractéristiques de transformateur et de fusible précédemment données, et dans le cas d'un courant de défaut de 345 A correspondant à environ huit fois le courant nominal dans le transformateur, la zone 18 entraînera la rupture des éléments fusibles 10 en environ 2 s, alors que 10 S seraient nécessaires pour la fusion de la zone 16 La zone 16 serait, par ailleurs, inadaptée pour un fonctionnement avec faible surintensité de courant, comme cela se produit lorsque le courant

entraîne la fusion des éléments 10 en une heure ou plus.

Comme il sera expliqué ci-après pour le fonctionnement du fusible dans des conditions de faible surcharge, la réponse de l'élément fusible 10 à des conditions de faible surintensité de courant est, en premier lieu, réglée par la partie 20 en matériau à bas point de fusion qui se situe dans l'une des zones parallèles rétrécies 18 Les parties 20 produisent un effet connu sous le nom de

"effet M" tel que, dans des conditions de faible surinten-

sité, et du fait que leur température de fusion est plus faible que celle des autres parties de l'élément fusible , elles sont les premières parties à fondre dans cet élément fusible Lorsque les parties 20, avant fondu, ont coupé l'une des zones parallèles rétrécies 18, le courant est dirigé de préférence vers la zone 18 restée intacte, ce qui met l'élément fusible 10 en meilleure position de rupture dans les conditions de faible surintensité de courant On décrira tout d'abord le fonctionnement du fusible dans les conditions créées par des pointes de

courant.

On a représenté par la courbe A, la réponse caracté-

ristique d'un fusible composé de cinq éléments fusibles 10, pour des courants d'appel tels que précédemment définis et dont les durées sont de 0,01 et 0,1 s Le courant en ampères, dans le fusible, est porté en abscisse (X), et la durée de

ce courant est portée en ordonnée (Y).

On a noté en 22 figure 4, sous la forme d'un symbole circulaire, la réponse du fusible soumis à un courant d'appel de l'ordre de 620 A et d'une durée de 0,1 s Le symbole 22 signifie que les conditions précitées entraînent

la fusion ou rupture des zones 18 des éléments fusibles 10.

Le symbole circulaire 24 correspond à la réponse du fusible lorsqu'il est soumis à un courant d'appel de 1500 A d'une durée de 0,01 s Le symbole 24 signifie que les conditions précitées entraînent la fusion ou rupture des zones 16 des

éléments fusibles 10.

Le symbole circulaire 26 définit le point de transition de la réponse du fusible Lorsque la valeur du courant est supérieure à la valeur définie par le symbole 26, la rupture des éléments fusibles 10 est, en premier lieu, déterminée par les zones 16; inversement, lorsque la valeur du courant est inférieure à la valeur définie par le symbole 26, la rupture des éléments fusibles 10 est, en premier lieu, déterminée par les zones 18 On n'a pas représenté figure 4 la réponse de l'élément fusible 10 à un courant de court-circuit (qui est supérieur à celui qui correspond au symbole 24), ni la réponse à un courant de

faible surintensité (qui est inférieur à celui qui corres-

pond au symbole 22) Le fonctionnement du fusible lorsqu'il est soumis à un courant de court-circuit ou à un courant

de faible surintensité va être décrit dans ce qui suit.

La réponse d'un fusible, composé de plusieurs éléments fusibles 10, à un courant de court-circuit est, en premier lieu, déterminée par les zones rétrécies 16 de chaque élément fusible, alors que la réponse de ce fusible dans les conditions créées par une faible surintensité est, en premier lieu, déterminée par interaction entre les zones rétrécies 18 et les parties 20 de chaque élément fusible 10, si bien que l'on peut obtenir de multiples amorçages dans les éléments fusibles 10 Dans chacun des éléments fusibles du fusible, les zones rétrécies 16 fondent rapidement

dans les conditions créées par un courant de court-circuit.

La fusion des zones 16 de chaque élément fusible 10 inter-

rompt le trajet de circulation du courant de court-circuit.

Pour définir le fonctionnement global du fusible composé de plusieurs éléments fusibles 10 dans les conditions créées par un courant de faible surintensité, on décrira d'abord le fonctionnement d'un élément fusible 10 dans ces conditions Lorsqu'un élément fusible 10 est soumis à un courant de faible surintensité, ce sont les parties 20, dont la température de fusion est la plus faible, qui fondent les premières, coupant la moitié des zones parallèles rétrécies 18 Le courant est alors dirigé vers les segments intacts des zones 18, et son intensité, dans ces segments, est donc accrue d'un facteur qui est approximativement égal au rapport des largeurs combinées des zones 18 sur la largeur des

segments intacts de ces zones Cet accroissement de l'inten-

sité du courant entraîne une réduction de la durée nécessaire pour la fusion des segments intacts des zones rétrécies 18. Cependant, cette durée devra être suffisamment longue pour que toutes les parties 20 en série de chaque élément fusible aient le temps de fondre avant que ne fonde le premier segment intact des zones 18 La réduction de cette durée de fusion à la valeur souhaitée nécessite des explications supplémentaires, de même qu'il est nécessaire d'expliquer comment on assure un temps de fusion de la partie intacte suffisamment long pour définir correctement les interactions

entre les éléments fusibles 10.

Lorsque le premier segment intact s'ouvre dans un fusible

à éléments fusibles multiples, le courant qui circulait nor-

malement dans ce segment se répartit dans les segments restants,

en particulier les zones 18 des éléments fusibles 10 restants.

Il y aura donc accroissement de courant dans les segments

intacts des zones rétrécies 18 des éléments fusibles 10 res-

tants On choisit le nombre d'éléments fusibles 10, un ou plus, en fonction des dimensions des zones rétrécies 18, et du courant de fusion minimum souhaité pour le fusible, de sorte que toutes les zones 18 intactes en série d'un élément fusible 10 fondent lorsque le courant de surintensité ne circule que dans cet élément Il est difficile d'obtenir des arcs en série, sauf si l'intensité du courant dans les zones

rétrécies en série est supérieure à une valeur caractéris-

tique de la géométrie de ces zones Par exemple, avec les dimensions précédemment données pour les zones 18, l'intensité 2. du courant doit être supérieure à 1500 A par mm si l'on souhaite obtenir des arcs en série La présence des parties

sur une partie de chaque zone 18 réduit le nombre d'élé-

ments parallèles nécessaire pour réaliser des arcs multiples et interrompre ainsi un courant de surintensité dans des conditions données de pointe de courant Par ailleurs, les dimensions des zones 16 et 18 conduisent à une caractéristique temps-courant optimum dans la gamme générale de 0,1 à 10 s, combinée avec une caractéristique optimum aux alentours de 0,01 S et une énergie dissipée minimum pour un courant de défaut élevé réduisant le temps de fonctionnement à moins de 0,01 s. On remarquera que le fusible, et particulièrement l'élément fusible 10, sont adaptés aux valeurs de courant qui circulent dans un dispositif électrique tel qu'un transformateur haute tension L'élément fusible 10 permet de distinguer les conditions créées par un courant d'appel en ne fondant pas, alors que dans les conditions créées par un court-circuit, il fond rapidement en limitant ou réduisant la quantité d'énergie dissipée L'utilisation des éléments fusibles 10 permet au fusible de fonctionner dans la gamme

des temps compris entre 2 et 10 S avec un courant relative-

ment faible et assure la rupture de ce fusible pour des

courants de très faible surintensité.

On remarquera également que les dimensions des perfora-

tions 12, des fentes 14, des zones rétrécies 16 et 18, dans l'élément fusible 10, peuvent être choisies pour que cet élément soit adapté aux diverses valeurs du courant qui

circule dans nombre de dispositifs électriques On a repré-

senté figures 5 à 9 plusieurs réalisations de l'élément

fusible 10.

La figure 5 représente une autre façon de réaliser les zones rétrécies 16 A Les zones 16 A sont formées par une perforations 12 A, analogue aux perforations 12 précédemment décrites, située dans la partie centrale de l'élément fusible, et deux échancrures supplémentaires 12 B situées respectivement sur les deux segments de chaque zone rétrécie de l'élément fusible et correspondant à environ la moitié

d'une perforation 12.

La figure 6 représente une autre façon de réaliser les zones rétrécies 18 A Les zones 18 A sont formées par une fente 14 A, analogue aux fentes 14 précédemment décrites, située dans la partie centrale de l'élément fusible, et deux échancrures 14 B situées respectivement à chaque bord de cet élément fusible et correspondant à environ la moitié d'une fente 14 Les zones 18 A représentées figure 6 comportent également une partie 20 (délimitée par des hachures) formée d'un matériau à plus bas point de fusion que le matériau de l'élément,une partie 30 (également délimitée par des hachures) formée d'un matériau à point de fusion plus élevé que celui du matériau de la partie 20 Dans ces conditions, la partie 20 fond avant la partie 30, ce qui permet de prédéterminer la répartition séquentielle du courant entre les zones rétrécies 18 A On peut encore donner aux zones 18 A des largeurs différentes, de telle sorte que la zone de plus grande largeur et de plus fort volume puisse être la première à se couper, afin d'assurer la répartition séquentielle souhaitée du courant entre les zones 18 A. On a représenté figure 7 une autre façon de réaliser des zones rétrécies 18 B et 18 C La zone 18 B est formée par une fente 14 D, analogue aux fentes 14 précédemment décrites, située dans la partie centrale de l'élément fusible, et une échancrure 14 C située sur un bord de l'élément fusible 10 et correspondant à environ la moitié d'une fente 14 La zone

18 C est formée entre la fente 14 D et l'autre bord de l'élé-

ment fusible sur lequel est pratiquée une échancrure analogue à l'échancrure 12 B précédemment citée L'échancrure 12 B peut être formée à proximité d'une partie 20, de sorte que lors de la fusion de cette partie 20, le segment de la partie 18 C de section droite réduite, défini par l'échancrure 12 B, puisse être le premier à s'ouvrir On peut égalementprévoir une utilisation analogue de l'échancrure 12 B sur l'un

quelconque des éléments fusibles conformes à l'invention.

On a représenté figure 8 une partie d'élément fusible dans lequel sont formées des zones rétrécies 18 D, 18 E, 18 F comportant respectivement des parties 20, 30, 40 La partie est formée par un matériau dont le point de fusion est plus élevé que celui des matériaux constituant les parties 20 et 30 Les zones rétrécies 18 D, 18 E et 18 F sont formées par des fentes 14 E et 14 F, semblables à la fente 14, situées en des endroits déterminés de l'élément 10 On voit que les positions des fentes peuvent être choisies pour former des zones rétrécies 18 D, 18 E et 18 F, dont les dimensions sont identiques ou différentes Et les dimensions des zones 18 D, 18 E et 18 F peuvent à leur tour être choisies pour une répartition préférentielle du courant dans ces zones. On a représenté figure 9 une autre réalisation d'élément fusible 10 qui comporte une partie 20 placée sur un de ses bords et s'appuyant sur une perforation 12 La partie 20 réalise "l'effet M" pour permettre la rupture de la section droite de l'élément fusible 10 à l'endroit o se trouve

la perforation 12 comportant la partie 20.

On notera donc que le choix des dimensions dans l'élément fusible 10, selon les diverses réalisations de l'invention, permet de réaliser un fusible adapté à un grand nombre des conditions créées par la circulation d'un courant, pour avoir une protection correcte d'un grand nombre de

dispositifs électriques.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Fusible haute tension pour interrompre une large

gamme de courants, et convenant notamment pour l'interrup-

tion de faibles courants, comportant une enveloppe tubulaire isolante qui contient un matériau granulaire inerte à forte rigidité diélectrique, caractérisé en ce qu'il comporte: un ou plusieurs éléments fusibles ( 10) en forme de ruban, ces éléments ( 10) étant électriquement reliés en parallèle lorsqu'il y en a plusieurs; le ou les éléments fusibles ( 10) présentant en certains emplacements sur leur longueur un premier ensemble de zones ( 16) de section droite réduite d'une première valeur prédéterminée et un deuxième ensemble de zones ( 18)

de section droite réduite d'une deuxième valeur prédéter-

minée pour la circulation du courant, le deuxième ensemble de zones ( 18) de section droite réduite comportant deux ou plus segments conducteurs parallèles; les zones ( 16) de section droite réduite du premier ensemble ayant une caractéristique de fusion temps-courant telle qu'elles commencent à fondre avant les zones ( 18) de section droite réduite du deuxième ensemble dans les conditions créées par un premier courant anormal dont la valeur excède une première valeur de courant prédéterminée pour une durée ayant une première valeur prédéterminée; les zones ( 18) de section droite réduite du deuxième ensemble ayant une caractéristique de fusion temps-courant telle qu'elles commencent à fondre avant les zones ( 16) de section droite réduite-du premier ensemble dans les conditions créées par un second courant anormal dont la valeur est inférieure à la première valeur de courant prédéterminée pour une durée supérieure à une deuxième

valeur, elle-même supérieure à la première valeur prédéter-

minée de durée; les deux ou plus segments conducteurs des zones ( 18) du deuxième ensemble étant constitués par des matériaux fusibles, dont l'un a une température de fusion supérieure à celle du matériau du ou des segments restants, de sorte que le segment considéré fond après le ou les autres segments dans les conditions créées par le second courant anormal; un segment de chaque zone ( 18) de section droite réduite du deuxième ensemble ayant un temps de fusion suffisamment long dans les conditions créées par le second courant anormal pour obliger tous les segments restants de pratiquement toutes les zones ( 18) de section droite réduite de ce deuxième ensemble à fondre avant la

fusion de ces segments considérés.

2 Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones ( 16) du premier ensemble de zones de première section droite réduite prédéterminée comportent

deux parties rétrécies formées par des découpes circu-

laires ( 12) se situant dans la partie centrale de cet

élément fusible.

3 Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones ( 18) du deuxième ensemble de zones de seconde section droite réduite prédéterminée comportent deux parties rétrécies formées, dans l'élément fusible, par une découpe en forme de fente allongée ( 14) sur la longueur de l'élément ( 10) et se situant dans la partie centrale de cet élément fusible, les deux parties rétrécies

allongées ainsi formées constituant deux segments conduc-

teurs parallèles, et le matériau fusible qui constitue l'un de ces segments ayant une température de fusion supérieure

à celle du matériau qui constitue l'autre segment.

4 Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un matériau fusible ( 20) dont la température de fusion est inférieure à celle du matériau qui constitue le ou les autres segments est fixé sur l'un des segments conducteurs parallèles dans une gorge ( 21) formée dans la

partie centrale de ce segment conducteur parallèle.

5 Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un matériau fusible ( 20 A) dont la température de fusion est inférieure à celle du matériau qui constitue le ou les autres segments est mécaniquement fixé entre deux parties séparées ( 10 A, 1 OB) de l'un des segments conducteurs et forme le trajet de raccordement électrique de ces parties séparées.

6 Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier ensemble de zones de section droite réduite ayant une première valeur prédéterminée se compose de deux parties ( 16 A) séparées par une découpe de forme circulaire ( 12 A) formée dans la partie centrale de cet élément fusible ( 10), chacune de ces parties ( 16 A) comportant une découpe semi-circulaire ( 12 B) formée sur son

bord extérieur.

7 Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième ensemble de zones de section droite réduite ayant une deuxième valeur prédéterminée comporte deux parties ( 18 A) séparées par une découpe de forme allongée ( 14 A) formée dans la partie centrale de cet élément fusible, chacune de ces parties ( 18 A) comportant, sur son bord extérieur, une découpe de forme allongée ( 14 B) dont la dimension transversale est égale à la moitié environ de celle de la découpe allongée centrale ( 14 A), chacune de ces deux parties comportant, dans sa partie centrale, une zone en matériau fusible ( 20, 30) dont la température de fusion est inférieure à celle du matériau constituant l'élément fusible ( 10), et la température de fusion du matériau constituant l'une des zones ( 20, 30) étant supérieure à celle du matériau constituant l'autre zone.

8 Fusible selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le deuxième ensemble de zones de section droite ré-

duite ayant une deuxième valeur prédéterminée comporte deux parties ( 18 B, 18 C) séparées par une découpe de forme allongée ( 14 D) décalée par rapport à la partie centrale de cet élément fusible ( 10), l'une de ces parties séparées ( 18 B) comportant, sur son bord, une découpe de forme allongée ( 14 C) dont la dimension transversale est égale à la moitié environ de celle de la découpe ( 14 D) allongée

décalée de la partie centrale, l'autre de ces parties sépa-

rées ( 18 C) comportant, dans sa partie centrale, une zone en matériau fusible ( 20) dont la température de fusion est inférieure à celle du matériau constituant l'élément fusible, et cette autre partie ( 18 C) comportant, en outre, à proximité de la zone ( 20) précitée, une découpe semi-circulaire ( 12 B)

formée sur son bord extérieur.

9 Fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième ensemble de zones ( 18) de section droite réduite ayant une deuxième valeur prédéterminée se compose de trois parties, une première partie ( 18 D) et une deuxième partie ( 18 F) situées sur des bords opposés de l'élément et une troisième partie ( 18 E) située dans la zone centrale de cet élément, la première et la troisième partie étant séparées par une découpe de forme allongée ( 14 E) décalée par rapport à la partie centrale de l'élément fusible, la deuxième et la troisième partie étant séparées par une autre découpe de forme allongée ( 14 F) également décalée par rapport à la partie centrale de l'élément fusible, la première partie comportant, dans sa partie centrale, une zone en matériau fusible ( 20) dont la température de fusion est inférieure à celle du matériau constituant l'élément fusible, les deuxième et troisième parties comportant, dans leur partie centrale, respectivement, des zones en matériau fusible ( 30,40) dont les températures de fusion sont inférieures à celle du matériau constituant l'élément fusible, mais supérieures à celle du matériau de la zone ( 20) située dans la partie centrale de la première

partie ( 18 D).

10 Fusible selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une des deux parties rétrécies ( 16) comporte une partie en matériau fusible ( 20) dont la température de fusion est inférieure à celle du matériau constituant

l'élément fusible.