FR2573913A1 - Interrupteur electrique a ecran - Google Patents

Abstract

INTERRUPTEUR ELECTRIQUE DANS LEQUEL UN ECRAN EST INTERPOSE TRES RAPIDEMENT ENTRE DEUX CONTACTS AU MOMENT DE LEUR SEPARATION. L'ENERGIE DE L'ARC APPARAISSANT ENTRE LES CONTACTS 22, 30 DANS UN ESPACE 16 ENTOURE PAR UN ETUI MOBILE ISOLANT 7, EST UTILISEE POUR ECHAUFFER DES GAZ, DONT LA PRESSION DEPLACE RAPIDEMENT CET ETUI, DE FACON QUE L'ARC PASSANT PAR UNE OUVERTURE 10 DE CELUI-CI SOIT CISAILLE ENTRE L'ETUI ET LE BOITIER 2, 24, 44. DE TELS INTERRUPTEURS SONT AVANTAGEUSEMENT UTILISES DANS LES APPAREILS DE PROTECTION REAGISSANT A UNE AUGMENTATION ANORMALE DU COURANT CIRCULANT DANS UN CIRCUIT OU ILS SONT PLACES EN SERIE, ET DANS LES INTERRUPTEURS OU LE COURANT NOMINAL EST ELEVE.

Description

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INTERRUPTEUR ELECTRIQUE A ECRAN.

L'invention concerne un interrupteur électrique dans lequel l'arc apparaissant entre deux contacts mobiles l'un par rapport à l'autre dans une chambre, est cisaillé entre deux parois isolantes dont l'une appartient à un écran isolant qui s'intercale rapidement entre ces deux contacts en éta-

blissant entre eux un isolement total.

De tels interrupteurs, qui peuvent être avantageusement

utilisés dans les appareils de protection à ouverture auto-

matique ou déclenchée, sont décrits par exemple dans la demande de brevet français No 83 01749 qui a été déposée le 4 Février 1983 par la Demanderesse. Ces interrupteurs

peuvent également être utilisés dans les appareils de coupu-

re qui sont traversés par un courant nominal important.

Dans certains de ces interrupteurs connus o le mouvement de

l'écran est provoqué par la libération de l'énergie accumu-

lée dans un ressort au moment de l'ouverture des contacts, on peut être amené à souhaiter que la vitesse de déplacement de l'écran soit une fonction croissante de l'intensité du courant pour éviter une croissance rapide de celui-ci. Par ailleurs, il est fréquemment souhaité d'utiliser une énergie

de déplacement ne nécessitant pas un armement ou un réarme-

ment mécaniques après une ouverture automatique.

-2 Dans d'autres interrupteurs à écran, o le mouvement de ce dernier est provoqué par un percuteur électromagnétique

alimenté par le courant traversant l'interrupteur, la vites-

se communiquée à l'écran, bien qu'étant dans une certaine mesure une fonction croissante du courant qui traverse la bobine magnétique, ne peut dépasser un certain seuil en

raison de l'apparition de phénomènes de saturation magnéti-

que.

On pourrait, dans ces deux types d'appareils connus, augmen-

ter la vitesse de l'écran en augmentant l'énergie potentiel-

le d'un ressort propulseur préalablement armé qui serait libéré, soit par le déplacement des contacts, soit par un

dispositif déclencheur à bobine magnétique; une telle mesu-

re nécessiterait toutefois la mise en oeuvre d'un système de réarmement plus onéreux et plus délicat, en raison de l'amplitude des forces qui devraient être mises en jeu et de

l'usure des organes mécaniques qui les contrôlent.

Dans tous les cas, il est souhaitable de maintenir pendant un certain temps, dans une chambre d'arc d'interrupteur, une pression aussi élevée que possible pour bénéficier des

effets favorables de celle-ci sur la tension d'arc.

L'invention se propose d'améliorer le fonctionnement et l'isolement final d'un interrupteur à écran en maintenant dans la chambre d'arc, après l'ouverture des contacts et

pendant un certain temps, une pression aussi élevée que pos-

sible, sans provoquer un risque de détérioration des pièces de cette chambre et en utilisant pour propulser l'écran une

énergie qui, d'une part, ne soit pas limitée lorsque le cou-

rant dépasse un certain seuil et qui, d'autre part, augmente

constamment si cet arc n'est pas rapidement éteint.

Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que

l'écran mobile comporte dans sa paroi une ouverture, à tra-

vers laquelle passe le contact mobile en position de ferme-

ture, et se trouve mécaniquement relié à une pièce isolante délimitant, avec le botier, un espace de volume variable -3-

dans lequel est placé le contact fixe, de façon que la pres-

sion des gaz provoquée par l'énergie de l'arc au moment de la séparation des contacts exerce sur la pièce isolante une

force qui provoque le déplacement de l'écran vers une posi-

tion o l'arc est cisaillé dans cette ouverture et contre une surface isolante placée en regard lorsque le contact

mobile ne traverse plus l'ouverture.

On connait déjà, par exemple par le brevet USA No 2 116 673, un interrupteur dans lequel une enveloppe isolante mobile coulisse autour d'une portion isolante fixe contenant deux pièces de contact fixes qui peuvent être reliées entre elles par une troisième pièce de contact mobile solidaire de l'étui, de façon que l'augmentation de pression due à l'arc

et apparaissant lors de l'ouverture tende à chasser l'enve-

loppe en accélérant le mouvement de cette troisième pièce.

Dans cet interrupteur, qui n'est pas destiné à être utilisé comme appareil de sécurité et o aucune précaution n'est prise pour établir un isolement de qualité entre les bornes de l'interrupteur après son ouverture, aucun écran ne vient diviser la chambre d'arc en deux volumes étanches l'un par rapport à l'autre, tandis que le mouvement initial de l'enveloppe isolante, donc la vitesse d'ouverture initiale,

ne résultent pas de l'apparition de l'arc, mais de l'appli-

cation d'une force sur cette enveloppe.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip-

tion ci-dessous.

Au dessin annexé: La figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'interrupteur, dans une vue en élévation coupée

par un plan PP' parallèle à la direction de déplace-

ment de l'écran.

La figure 2 est une vue de côté de la figure 1, coupée

par un plan QQ'.

- 4 - La figure 4 représente un second mode de réalisation de l'interrupteur, dans une vue en élévation coupée

par un plan PP' parallèle à la direction de déplace-

ment de l'écran.

La figure 3 est une vue de c8té de la figure 4 coupée

par un plan RR'.

La figure 5 représente, en coupe et de façon schémati-

que, un interrupteur tel que celui de la figure 1 ou

4, dans lequel sont utilisés des organes annexes.

La figure 6 illustre de façon schématique un appareil

de coupure utilisant plusieurs interrupteurs.

La figure 7 représente en coupe un détail de la zone

de contact de l'interrupteur.

Les figures 8a et 8b représentent en coupe des inter-

rupteurs o sont mis en oeuvre des moyens magnétiques aptes à communiquer une vitesse initiale à des écrans

en forme d'étuis.

Les figures 9 et 10 illustrent, respectivement en coupe longitudinale et en perspective partiellement arrachée, un mode de réalisation particulier de l'étui. La figure 11 représente un appareil interrupteur o à chacun de deux contacts mobiles peut être assignée une fonction d'ouverture particulière avec un seul et même étui.

Les figures 12a et 12b représentent, en coupe trans-

versale par le plan TT' et respectivement en coupe longitudinale par le plan brisé QQ', un appareil

interrupteur à double coupure avec deux étuis parallè-

les. - La figure 13 représente en coupe longitudinale un appareil interrupteur à double coupure utilisant deux

étuis coaxiaux.

Les figures 14 et 14a représentent en coupe longitu- dinale deux appareils interrupteurs dans lesquels un écran isolant apte à cisailler l'arc est actionné à l'aide d'un piston déplacé par la dilatation des gaz

consécutive à une ouverture.

L'appareil interrupteur 1, visible à la figure 1, comporte un bottier isolant 2 dans la partie supérieure duquel est placé un logement cylindrique 3 d'axe XX' qui est terminé d'un premier côté par une cloison 4 et du second côté opposé par un fond 5 portant un prolongement ou portion cylindrique 6 de moindre diamètre qui est coaxial à XX' et qui s'étend

axialement sur une fraction de la longueur du logement.

Un étui en matière isolante 7 comportant un fond 8 et une

jupe cylindrique 9, possède une surface interne 12 qui cou-

lisse avec un faible jeu sur la surface 6' de la portion 6; la longueur de cet étui est telle que, lorsque l'extrémité

13 de la jupe s'appuie sur le fond 5, par exemple sous l'ac-

tion d'un faible ressort de rappel 14 disposé entre lui et la paroi 4, une certaine distance "d" subsiste entre la face

frontale 15 et cette paroi.

Dans la position de repos I de l'appareil illustrée sur la figure 1, une ouverture 10 placée dans la jupe 9 débouche dans un espace 16 qui se trouve entre le fond 8 et une face frontale 17 de la portion 6. Un orifice 11 percé dans la jupe 9, par exemple dans une zone diamétralement opposée, se trouve placé, en position de repos, en regard de la surface

cylindrique externe 6' de la portion 6.

Une pièce conductrice 18 qui traverse longitudinalement la portion 6, présente à une première extrémité 19 une borne de raccordement 20 pour un circuit-électrique et, à une seconde - 6 - extrémité opposée 21, une pièce de contact fixe 22 qui se

trouve placée dans l'espace 16 en regard de l'ouverture 10.

Dans une cavité 23 du bottier, placée au voisinage du loge-

ment 3 et communiquant avec celui-ci par un passage 24 qui est situé en regard de l'ouverture 10, pour la position de

repos, est disposée une pièce de contact mobile 25.

Cette pièce a, par exemple, la forme d'un levier 26 qui oscille à une première extrémité 27 sur un pivot 28 fixé dans le bottier et qui présente à une seconde extrémité opposée 29 un contact mobile 30 qui traverse le passage et l'ouverture pour s'appuyer, sous l'effet d'un ressort 31,

contre le contact fixe 22: voir aussi figure 2.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, o l'appareil interrupteur est utilisé comme disjoncteur, une tresse souple et conductrice 32 relie la pièce mobile 25 à un dispositif magnétique 33, sensible à une surintensité de valeur déterminée, qui est lui-même relié à une première extrémité 34 de conducteur 35, dont une seconde extrémité opposée 36 constitue une seconde borne 37 de l'appareil:

voir aussi figure 2.

Ce dispositif magnétique 33 comporte par exemple une bobine 33' représentée schématiquement et un poussoir 38, qui est

placé en regard d'un talon 39 du levier 26 de façon à appli-

quer à celui-ci un couple de sens anti-horaire supérieur à

celui du ressort 31 lorsqu'apparait une surintensité du cou-

rant passant de la borne 20 à la borne 37. Le poussoir 38 peut lui-même être lié à une armature, palette ou noyau associé à la bobine, ou bien être une pièce d'un mécanisme élastique dont l'énergie est libérée par l'action de la

bobine sur un verrou.

Un évent 43 reliant le logement 3 à l'atmosphère se trouve placé en regard de l'orifice 11 lorsque l'étui arrive dans une position intermédiaire entre la position de repos et la position active A, de sorte que l'espace interne 16, dont le -7- volume a alors augmenté, se trouve alors relié à cette atmosphère. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, o l'appareil interrupteur est utilisé comme limiteur de cou- rant de court-circuit et o les pièces ayant même fonction

portent les mêmes numéros de référence, une pièce magnétisa-

ble fixe en forme de U, 40, présente deux branches 41, 42 qui entourent latéralement le levier 26: voir aussi figure 4; cette pièce exerce sur le levier, lorsque celui-ci est parcouru par un courant très intense, des forces F qui, en

coopération avec des forces électrodynamiques qui s'exer-

cent entre le conducteur 18 et le levier 26, font basculer

celui-ci dans le sens anti-horaire.

Le mode de fonctionnement des interrupteurs des deux types

d'appareils est identique et comporte deux phases successi-

ves: lors de l'apparition d'une surintensité, consécutive à la présence d'un défaut sur la ligne qui comprend l'appareil en série, le contact mobile 30 est d'abord séparé du contact fixe 22 sur lequel il s'appuie, soit par les forces F, soit

par le poussoir 38.

Au cours de ce mouvement qui est très rapide, le contact 30 quitte l'ouverture 10 et l'arc, apparaissant entre les contacts dès que ceux-ci se séparent, provoque notamment une augmentation très rapide de la pression dans l'espace 16 qui déplace très rapidement l'étui vers la gauche de la figure 1 ou 4.

En raison de l'existence d'un jeu très faible entre le loge-

ment 3 et la surface externe de l'étui, I'arc qui traverse l'ouverture 10 et est légèrement allongé par le mouvement de celle-ci, subit ensuite un cisaillement par le passage de cette ouverture sur la surface 3' de la région isolante 44

voisine du passage 24 du logement 3.

L'étui continuant son trajet vers la gauche, l'orifice 11, qui à ce moment là, a quitté la portion 6, vient s'aligner -8-

avec l'évent 43, de sorte que les gaz sous pression s'échap-

pent à l'atmosphère. Un évent 46' peut également relier la

chambre ou cavité 23 à l'atmosphère.

Lorsqu'un levier de contact tel que 51 appartenant à un

appareil tel que décrit précédemment atteint, après ouvertu-

re, une position illustrée sur la figure 5, un verrou 52 vient coopérer élastiquement avec un prolongement 51' de ce dernier, grâce à un ressort 53, pour le maintenir dans une position de déclenchement éloignée de l'étui, figurée en

pointillés. Cette position pourra être modifiée ultérieure-

ment par une action, par exemple manuelle, sur un poussoir 54 de ce verrou, de façon à remettre l'interrupteur dans son

état de fermeture.

Dans les modes de réalisation présentés, en raison du recou-

vrement que la jupe 9 effectue sur la surface externe de la

portion 6 et du fait que le conducteur 18 circule à l'inté-

rieur de celle-ci, l'arc ne peut trouver un chemin pour

établir un réarmorçage entre les deux contacts et un isole-

ment total est, non seulement immédiatement établi, mais

encore maintenu entre eux après l'ouverture.

Apres interruption, un rétablissement du circuit peut être obtenu, soit en écartant le contact 30 d'un bec 45 de la jupe 9 avec lequel il coopérait pour la position A (à l'aide de premiers moyens non représentés) et, dans ce cas, l'étui est repoussé vers la droite par le ressort 14 pour permettre

un nouveau passage du contact mobile 30 à travers l'ouvertu-

re 10, soit encore en exerçant vers la droite (à l'aide de seconds moyens non représentés) une force sur l'étui pour

faire échapper le contact 30 au bec 45.

La vitesse élevée de déplacement de l'étui, qui est néces-

saire pour obtenir une bonne qualité de la coupure, peut provoquer une détérioration du boîtier par percussion de

celui-ci sur la paroi 4. Il sera donc éventuellement néces-

saire de prendre des mesures, soit pour amortir son mouve-

ment en fin de course sans rebondissement, soit pour dimi-

-9- nuer la pression moyenne efficace des gaz. Une combinaison

des deux mesures peut également être envisagée.

Un amortissement du mouvement peut être obtenu, soit grâce à un frottement mesuré de l'étui dans son logement, éventuel-

lement associé à un ressort 14 ayant une élasticité appro-

priée, soit grace à la présence d'un orifice calibré, tel que 46, dans la paroi 4, pour conférer au volume d'air placé devant l'étui une propriété correspondante, soit encore par la presence d'un coussin amortisseur en élastomère, tel que , qui est disposé entre l'étui et la paroi: voir figure 5. Une diminution de la pression moyenne efficace des gaz dans l'espace 16 peut être obtenue, soit par la mise en place d'un orifice calibré 47 dans la paroi frontale 8 de l'étui, soit en donnant une position et une largeur particulières à

l'orifice 11 et à l'évent 43.

Les orifices 46 et 47 pourraient également comporter des

clapets, connus en soi, s'ouvrant automatiquement lors-

qu'une certaine différence de pression existe entre leurs

entrées et leurs sorties.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 4, l'étui est cylindrique, ce qui nécessite l'utilisation de moyens d'orientation angulaire (non illustrés), pour que les ouvertures, orifices et passages conservent leur position de coopération. Si l'étui a une forme prismatique qui peut aisément être donné par moulage, ces moyens d'orientation ne sont plus nécessaires. On peut enfin assurer le guidage et l'étanchéité relative de l'étui et du bottier, soit par un ajustement de la surface interne 12 de la jupe 9 sur la surface externe 6' de la portion 6, soit par un ajustement de la surface externe de la jupe 9 le long de la surface 3' du logement 3; des fuites calibrées entre ces deux pièces mobiles l'une par rapport à l'autre ne sont envisageables que si elles ne compromettent

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pas la qualité de l'isolement entre les contacts après une ouverture. Bien que les modes de réalisation illustrés concernent des interrupteurs de protection o l'ouverture automatique est déclenchée par des dispositifs réagissant à une élévation excessive du courant dans un circuit, il est clair qu'un tel interrupteur pourrait également être utilisé pour opérer l'ouverture en charge de circuits provoquant l'apparition d'un arc relativement important entre les contacts. Des

moyens d'ouverture brusque des contacts, appliqués de préfé-

rence sur le contact mobile, tels que ceux faisant appel à une énergie emmagasinée dans un ressort, pourraient alors

être déclenchés et réarmés par voie manuelle.

L'interrupteur qui vient d'être décrit présente, sur ceux

qui sont connus dans l'art antérieur, l'avantage que l'éner-

gie qui provoque le déplacement de l'écran augmente, soit si celui-ci ralentit, par exemple lorsqu'un frottement anormal

se présente, soit si l'énergie de l'arc augmente elle-même.

Les résultats exceptionnellement bons que l'on peut obtenir avec un dispositif interrupteur tel que décrit peuvent être illustrés par les données suivantes: l'ouverture sur un courant de court-circuit de valeur présumée 10 KA sous une tension de valeur monophasée efficace 600 v, limite ce courant à 3,5 KA crête en 1 milliseconde avec une tension

d'arc atteignant 980 v.

Il est clair que le dispositif interrupteur qui vient d'être décrit peut faire l'objet de modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention; c'est ainsi que la pièce isolante mobile pourrait (voir figure 14) prendre la forme d'un piston 210 enfermant entre lui et le bottier 212 un

espace 219 de volume variable et se déplaçant dans un cylin-

dre 211 de boitier 212 muni d'une ouverture 213 pour le passage du contact mobile 214 et la rencontre de ce dernier

avec un contact fixe 220 et qu'un écran isolant 215 présen-

tant une ouverture 216 et entraîné par ce piston dans un

- il -

logement parallèle ajusté 217 pourrait opérer un cisaille-

ment de l'arc en venant masquer cette ouverture de façon étanche; un levier 218 pivoté dans le bottier 212' peut

être utilisé pour relier le piston et l'écran afin de procu-

rer un certain équilibrage dynamique (voir figure 14a). Enfin, si l'on souhaite appliquer l'interrupteur qui vient d'être décrit à la coupure d'un circuit à moyenne tension,

on peut, dans un bottier d'appareil 190, monter électrique-

ment, en série entre deux bornes 60, 61, plusieurs interrup-

teurs 62, 63, 64 qui sont déclenchés automatiquement et simultanément, par exemple à l'aide d'une bobine 65 placée en série et agissant sur un mécanisme élastique approprié 66 qui les sollicite en parallèle: voir la figure 6. Un organe de réarmement manuel 67 permet par exemple de remettre les étuis 68, 69, 70 et le mécanisme dans leur état d'origine,

après l'apparition d'un défaut.

Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, le bobinage 33' peut provoquer le déplacement d'un percuteur 38 qui provoque d'abord et directement une ouverture du contact. Dans le mode de réalisation selon la figure 8a, un bobinage 71, associé par exemple à une culasse magnétisable 78, est

placé en série avec un interrupteur 72 comparable aux précé-

dents et compris entre deux bornes 73, 74; ce bobinage coopère avec un noyau plongeur 75 placé coaxialement à un étui 76. Le noyau plongeur, dont la position de repos est assurée par un ressort 77, est solidaire d'une tige 79 qui traverse une ouverture 80 du fond de l'étui et présente à

l'intérieur de l'étui une tête 81 plus large que celle-ci.

L'état de repos de l'interrupteur représenté sur cette figu-

re 8a permet de constater que le percuteur peut effectuer, lorsqu'une surintensité importante de courant apparaît entre les bornes, une course f qui provoque l'entraînement de l'étui en sens L. Après une course initiale gl de l'étui, le contact mobile 82 qui traverse l'ouverture 83 de l'étui

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est alors séparé du contact fixe 84 à grande vitesse par le bord inférieur 83' de cette ouverture. L'arc électrique qui apparaît à ce moment là provoque, avant d'6tre cisaillé, une augmentation de la pression dans le volume interne 85, qui propulse l'étui dans le sens L le long d'un trajet complé- mentaire de longueur g2 avant que le noyau n'ait parcouru la

totalité de sa course.

En raison de la liberté qui est donnée à l'étui le long de la tige, celuici peut donc se déplacer plus rapidement que celle-ci. Cette disposition permet de conjuguer les avantages d'un déplacement très rapide de l'écran sur une faible course et ceux d'une vitesse qui est maintenue par l'action de la

pression sur une course plus importante.

Comme dans les exemples précédents, l'étui comporte au moins une ouverture de décompression 86 disposée en regard d'une

fenêtre 87 pour une certaine position.

Une structure magnétisable 88 en forme de U peut avantageu-

sement être associée au levier 89 qui porte le contact mobile lorsque l'interrupteur est utilisé dans un appareil

de protection contre les courts-circuits de toute nature.

Ce mode de réalisation permet en effet de conférer à un même

système interrupteur, d'une part, des propriétés d'ouvertu-

re très rapides avec limitation, qui sont nécessaires aux

ouvertures automatiques lors de l'apparition de courts-

circuits francs (grâce aux effets de la structure 88, ou à ceux de la répulsion électrodynamique qui sépare dans ce cas le contact mobile 82 et le contact fixe 84 par effet de

boucle) et, d'autre part, des propriétés d'ouverture suffi-

samment rapides pour établir une coupure efficace des courants de courtscircuit de moindre intensité sur charge impédante, qui permettent d'utiliser un bobinage 71, un

noyau 75 et une culasse à leur limite de saturation.

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Dans une variante de ce mode de réalisation visible à la figure 8b, une bobine 90, placée en série avec les contacts 91, 92 de l'interrupteur, coopère avec un noyau plongeur 93, dont un prolongement 94 vient percuter par un déplacement a un épaulement 95 d'un étui 96 disposé parallèlement; ce

même percuteur déclenche, par le mouvement d, d', une trans-

mission 97 à un accumulateur d'énergie élastique 98 associé au levier de contact mobile 99, de façon à lui communiquer un déplacement rapide b; une structure magnétisable 100 en forme de U dont les branches entourent le levier exerce sur celui-ci une attraction c dans le sens de l'ouverture. Le déplacement e de l'étui est provoqué par l'apparition de

l'arc électrique.

Selon les intensités des courants de surcharge, l'ordre de

ces actions n'est pas le même.

Pour des intensités comprises entre trois et quarante fois le courant nominal, d et b précèdent e, tandis que pour des intensités supérieures, a peut précéder b et e; enfin, pour

des intensités maximales, c précède e, a et b.

Un perfectionnement applicable à l'ensemble des modes de réalisation (mais qui est plus particulièrement justifié lorsque l'on souhaite utiliser directement les propriétés de rapidité d'un noyau magnétique) est représenté à la figure 11. Dans un boîtier 191, le contact fixe 110 coopérant avec au moins un contact mobile 111 d'un interrupteur 112 peut, pour opérer une ouverture, s'éclipser axialement grâce à

l'action d'un noyau plongeur 113 auquel il est accouplé.

L'action de ce noyau plongeur, qui est entouré par une bobi-

ne 114 placée en série avec les contacts, peut être complé-

tée par celle d'une palette magnétisable 115, associée à une

culasse 197, dont le mouvement déclenche, par une transmis-

sion 120, un accumulateur de force 116 apte à déplacer le contact mobile 111. Lorsqu'un second contact mobile 117 est associé au contact fixe 110 (que celui-ci soit éclipsable ou

non) une structure magnétisable en U, 118, peut être dispo-

sée autour de celui-ci pour en provoquer l'ouverture à un

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niveau d'intensité distinct de celui qui attire le noyau.

Pour permettre le déplacement de l'étui 191' commun lorsque le mécanisme 116 est seul actif, une liaison mécanique 117' est établie, soit entre les contacts mobiles 111, 117, soit entre le levier 117 et ce mécanisme 116: voir traits inter- rompus. Une seconde pièce en U, 119, pourrait également être placée autour du levier de contact 121 en l'absence du second contact 117. Le circuit électrique, qui est fermé dans le premier cas par les conducteurs 196, 192 et 193

aboutissant aux bornes 194, 195, serait, dans le cas d'uti-

lisation d'un seul contact mobile, fermé par le conducteur

198 représenté en pointillés.

Dans l'ensemble des modes de réalisation représentés, on constate que les surfaces d'application 200, 201 des contacts fixes 203 et mobiles 204 sont placées au voisinage de l'ouverture 205 traversée par le levier de contact mobile 206 et sont de plus orientées parallèlement à l'axe XX' de

l'étui: voir figure 7. Ces mesures, qui facilitent le pas-

sage du contact mobile à travers l'ouverture au moment o la pression des gaz chassera l'étui et qui confèrent au contact mobile, donc à l'arc, un trajet sensiblement perpendiculaire à l'axe XX', peuvent recevoir certains aménagements selon les vitesses de déplacement respectives de ces deux contacts mobiles et selon des modes de réalisation particuliers; on combinera avantageusement ces mesures avec la position de l'axe de pivotement du levier de contact mobile pour former

une boucle de courant avec le contact fixe.

Les exemples de réalisation montrés jusqu'ici, ainsi que le

terme étui qui a été donné à la pièce isolante mobile utili-

sée pour opérer le cisaillement de l'arc pourraient laisser supposer que celle-ci doit présenter nécessairement une

configuration creuse ou tubulaire ayant une jupe continue.

L'exemple de réalisation représenté aux figures 9 et 10 montre que les configurations précédentes, si elles sont

préférées en raison de la facilité d'obtention d'un coulis-

sement étanche, ne sont pas exclusives. En effet, un étui

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ouvert tel que 125 ayant une jupe discontinue en raison de la présence d'une échancrure 126 et mobile dans un logement ' d'un bottier 131 peut parfaitement exécuter les mêmes

fonctions que ci-dessus, si son fond 127 et ses parois laté-

rales 128, 129 sont suffisamment étanches le long de la surface de fermeture 130 appartenant au bottier 131. Cette disposition présente même l'avantage d'établir, entre la surface externe de l'étui 132 et une surface opposée 133 du bottier, au moment o la pression interne s'élève, une application sans jeu qui est bénéfique pour opérer le cisaillement del'arc et établir l'isolement total qui doit lui succéder. La décompression de la chambre interne 134

intervient lorsque le fond 127 vient en regard de l'ouvertu-

re 135 du bottier. Ici encore, une portion 136 du boîtier 131 porte le contact fixe 137, tandis qu'une ouverture 138 de la paroi 125' de l'étui parallèle à la direction du

déplacement autorise le passage du contact mobile 139.

Le montage en série de plusieurs interrupteurs dans un boîtier est effectué à la figure 6 à l'aide d'une succession

* d'interrupteurs individuels de même type; ces interrup-

teurs peuvent appartenir à l'un quelconque des modes de

réalisation illustrés.

On peut également mettre en série les tensions d'arc en combinant, dans un interrupteur particulier, deux zones de

coupure, comme cela est représenté à la figure 11.

Il est enfin possible de combiner deux interrupteurs de façon à les monter en série tout en réduisant l'encombrement qu'auraient pris deux interrupteurs, ainsi que cela est

visible aux figures 12 et 13.

Aux figures 12a et 12b, deux étuis cylindriques 151, 152 coulissant dans deux logements 160, 161 d'un même corps 150 sont placés côte à côte de façon que leurs axes soient parallèles. Un levier mobile unique 153, sollicité par un

ressort 159 dans le sens de la fermeture, porte, à son ex-

trémité libre, un contact mobile 154 qui est susceptible de

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rencontrer simultanément les deux contacts fixes 155, 156; ce contact mobile comporte de préférence des moyens connus

qui lui confèrent un degré de liberté permettant son orien-

tation à la manière d'un pont de contact 155. Ce contact mobile n'a plus besoin d'être relié à une tresse conductri- ce, car le courant circule à travers un premier conducteur 157 aboutissant au premier contact fixe 155 à travers le contact mobile 154 et, ensuite, à travers le conducteur 158

aboutissant au contact fixe 156.

Une chambre 164 o se trouve le levier de contact mobile 153 ainsi que le logement 160 o circule l'étui, comporte, comme précédemment, des ouvertures d'échappement 163-162 pour que s'opère la décompression des gaz dégagés par l'arc et/ou échauffés par lui. Des organes nécessaires à l'ouverture du contact mobile et pouvant être puisés dans les exemples précédents, n'ont pas été représentés à ces figures. Compte tenu de l'absence de courant circulant dans le levier 153 on

ne pourra toutefois pas lui associer de structure magnétisa-

ble en forme de U; une telle structure devrait coopérer ici

avec la branche horizontale 165 du pont de contact mobile.

A la figure 13 est illustrée, dans un boîtier 170, une combinaison de deux interrupteurs distincts 171, 172 ayant chacun leur étui coulissant, 173 et 174 respectivement, placés dans des logements coaxiaux 175, 176, et leur levier de contact mobile, 177, 178 respectivement. Ces étuis se déplacent en sens inverses, ce qui améliore l'équilibre dynamique du boîtier. Des conducteurs isolés 179, 180, reliés aux contacts fixes 181, 182, s'écartent de l'axe parallèlement après avoir suivi deux directions coaxiales; une tresse conductrice 183, qui relie en permanence les deux leviers 177, 178 de contact mobile, ferme un circuit de courant en forme de boucle qui est particulièrement bien adapté à la génération de forces électrodynamiques aptes à écarter les leviers de contact lorsqu'apparaissent des

courants très élevés'dans le circuit. Ici encore, des orga-

nes annexes provoquant, comme précédemment, une ouverture des leviers de contact pour des surintensités de courant de

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différents niveaux, n'ont pas été représentés pour plus de simplicité. Dans un certain nombre des modes de réalisation qui ont été présentés, des références de même rang numéral, éventuelle-

ment accompagnées d'indices alphabétiques, ont été utili-

sées pour signaler la présence de dispositions matérielles ayant des mêmes buts; ceci est notamment le cas pour les ouvertures et évents qui permettent d'évacuer des gaz présents en avant, ou à l'intérieur, des étuis ainsi que

cela apparait en 46, 46', 43 et 11 à la figure 1.

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Claims (21)

Revendications de brevet

1. Interrupteur électrique dans lequel l'arc appa-

raissant entre deux contacts mobiles l'un par rapport à l'autre au moment de l'ouverture est cisaillé entre une

paroi isolante et un écran isolant mobile mince qui s'inter-

cale rapidement entre ces contacts et qui isole l'une de

l'autre deux chambres d'arc du boîtier dans chacune desquel-

les se trouve un contact, caractérisé en ce que l'écran mobile (7, 125, 215) comporte

dans sa paroi une ouverture (10, 138, 213) à travers laquel-

le passe l'un des contacts (30, 139, 214) en position de fermeture, et se trouve mécaniquement relié à une pièce isolante (9, 125', 210) délimitant, avec le bottier (2, 31, 212), un espace (16, 134, 219) de volume variable, de façon que la pression des gaz provoquée par l'énergie de l'arc au moment de la séparation des contacts exerce sur la pièce isolante une force qui provoque le déplacement de l'écran vers une position o l'arc est cisaillé dans cette ouverture et contre une surface isolante placée en regard lorsqu'aucun

contact ne traverse plus l'ouverture.

2. Interrupteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran mobile (7, 125) est solidaire de cette pièce isolante et comporte, dans une paroi (9, '), une ouverture (10, 138) à travers laquelle passe le

contact mobile (30, 139) en position de fermeture, et déli-

mite, avec des parois de bottier fixe (2, 31), un espace (16, 134) de volume variable dans lequel est placé le contact fixe (22, 137), de façon que la pression des gaz échauffés par l'arc au moment de la séparation des contacts exerce sur l'écran une force qui provoque son déplacement vers une position o l'arc est cisaillé dans cette ouverture et contre une surface isolante placée en regard lorsque le

contact mobile ne traverse plus l'ouverture.

3. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'espace de volume variable (16) est contenu à l'intérieur d'un étui (7) ayant un fond (8)

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prolongé par une jupe continue (9), qui est parallèle au sens du déplacement (F) et qui glisse le long de surfaces de

guidage (3, 6') solidaires du bottier (2).

4. Interrupteur selon la revendication 3,

caractérisé en ce que les surfaces (6') solidaires du boî-

tier (2) sont disposées sur une portion isolante (6) péné-

trant à l'intérieur de l'étui (7) et dont une extrémité (17)

porte le contact fixe (22).

5. Interrupteur selon la revendication 3,

caractérisé en ce que les surfaces (3') solidaires du boî-

tier sont disposées à l'intérieur d'un logement (3) dans lequel glisse l'étui (7), le contact fixe (22) étant porté par une extrémité (17) d'une portion isolante (6) solidaire

du bottier qui pénètre à l'intérieur de l'étui.

6. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'espace de volume variable (134) est contenu à l'intérieur d'un étui (125) ayant un fond (127) prolongé par une jupe discontinue (125') qui est parallèle au sens du déplacement (F) et qui glisse le long de surfaces

(130, 133) d'un logement (130') solidaire du boîtier (131).

7. Interrupteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le contact fixe (137) est porté par une extrémité d'une portion isolante (136) qui est solidaire

du boitier (131) et qui pénètre à l'intérieur de l'étui.

8. Interrupteur selon l'une des revendications 3 à 5,

caractérisé en ce que la jupe continue (9) comporte une seconde ouverture (11) qui vient en regard d'un orifice d'échappement (43) du boîtier (2) de façon que les gaz contenus dans l'espace (16) s'écoulent vers l'atmosphère

pour une position particulière de l'étui.

9. Interrupteur selon l'une des revendications 6 ou 7,

caractérisé en ce que la jupe discontinue (125) comporte une

échancrure longitudinale (126) qui vient en regard d'un ori-

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fice d'échappement (135) du boîtier (131) pour une position

particulière de l'étui.

10. Interrupteur selon l'une des revendications 4, 5

ou 7 à 9, caractérisé en ce qu'un conducteur (18) relié au contact fixe (22) circule parallèlement au sens de déplacement (F) de l'étui à l'intérieur de la portion isolante, le contact mobile (30) étant porté par un support (25) qui forme avec

ce conducteur une boucle de courant.

11. Interrupteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que des moyens limiteurs de pression (47,

46 respectivement) sont disposés sur l'étui (6) et, respec-

tivement, sur le bottier, afin que la pression dans l'espace (16) et, respectivement, dans le logement (3) ne dépasse pas

une valeur déterminée.

12. Interrupteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le contact mobile (30) est porté par un levier pivotant (25, 25') qui est sollicité en position de fermeture par un ressort de rappel (31) et qui reçoit lors de l'apparition d'une surcharge dans son circuit, des forces antagonistes développées par un dispositif (33, respectivement 40 et, respectivement, 116) sensible à cette surcharge.

13. Interrupteur selon la revendication 12, -

caractérisé en ce que ledit dispositif sensible (33 et,

respectivement 71), comprend une bobine (33' et, respective-

ment, 71') traversée par le courant de l'interrupteur et un

noyau (75) ou palette magnétique.

14. Interrupteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit dispositif sensible (40)

comprend une pièce magnétisable en forme de U dont les bran-

ches entourent le levier de contact (25').

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15. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'un dispositif accumulateur d'énergie mécanique (98, 116) est libéré par un dispositif sensible à bobine et noyau (113, 114 et, respectivement 90, 93) pour appliquer au levier (25, 25', 99, 111) des forces antagonis- tes à celles développées par un ressort de pression de

contact (31).

16. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif sensible comprend une bobine (71) et un noyau magnétique (75) qui est accouplé à l'étui (76) de façon à déplacer ce dernier sur une première

portion de course (gl) au cours de laquelle le contact mobi-

le (82) est séparé du contact fixe (84) par une surface de l'étui, ce dernier continuant sa course (g2) sans être

accouplé au noyau.

17. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le noyau (113) de la bobine (114) est

relié à un contact fixe (110) qui peut s'éclipser parallèle-

ment à l'axe de l'étui (191') de façon à interrompre le contact avec le contact mobile (111), ce dernier étant indifféremment soumis à l'action d'une structure magnétique

en U (119) qui entoure son support ou à un dispositif accu-

mulateur d'énergie (116) qui est libéré parle mouvement du

noyau ou de la palette.

18. Dispositif interrupteur, caractérisé en ce que deux interrupteurs (62, 63) selon

l'une des revendications 2 à 17, sont placés en série dans

un même circuit.

19. Dispositif interrupteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que ces deux interrupteurs ont un même contact fixe (110) placé dans un même étui (191') et deux

contacts mobiles distincts (111, 117).

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20. Dispositif interrupteur selon la revendication 18,

caractérisé en ce que ces deux interrupteurs {154-155, 154-

156) sont placés parallèlement et présentent deux contacts mobiles électriquement et mécaniquement reliés en un pont de

contact (165).

21. Dispositif interrupteur selon la revendication , caractérisé en ce que ces deux interrupteurs (171, 172) sont placés coaxialement de façon que les deux étuis (173, 174)

se déplacent en sens inverse lors de l'ouverture.