FR2959347A1 - Pole de coupure avec deflecteur d'arc et contacteur le comprenant - Google Patents

Abstract

Lors de la coupure, un arc peut se former entre les contacts fixe et mobile d'un appareil interrupteur de courant. Pour évacuer l'arc formé sur la pastille (20), un déflecteur (30) est mis en place afin de servir de relai vers les ailettes d'une chambre de coupure adjacente. Selon l'invention, la conception de l'ensemble de contact (50) garantit de ne pas avoir de jeu ni de « marche » entre la pastille (20) et le déflecteur (30). A cette fin, le déflecteur (30) comprend une patte flexible (52, 54) en interférence directe avec le bord de la pastille (20).

Description

POLE DE COUPURE AVEC DEFLECTEUR D'ARC ET CONTACTEUR LE COMPRENANT DOMAINE TECHNIQUE

L'invention concerne la déflexion d'arc au niveau des pôles de coupure d'appareils d'interruption électrique, notamment de contacteurs. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un déflecteur qui est couplé au contact fixe de façon à améliorer le passage de l'arc électrique des contacts vers la chambre de coupure adjacente, en supprimant le jeu entre pastille de contact et déflecteur.

ETAT DE LA TECHNIQUE Dans les appareils interrupteurs de courant, notamment les disjoncteurs, contacteurs ou contacteurs-disjoncteurs, des pôles de coupure comprenant au moins une paire de contacts mobiles l'un par rapport à l'autre permettent l'établissement ou non de la connexion électrique. Lors de l'ouverture des paires de contacts, un arc électrique peut apparaître et les pôles sont classiquement associés à une chambre d'arc qui comprend un ensemble d'ailettes permettant la désionisation et le refroidissement des gaz. En outre, il est connu d'ajouter un déflecteur destiné à dévier les arcs électriques apparaissant au niveau de la paire de contacts vers la chambre d'arc. Classiquement en tôle pliée, ce dispositif de soufflage magnétique crée, par son interposition, un effort sur l'arc électrique pour le pousser loin des pastilles de contact.

Différents types de déflecteurs ont été développés. En particulier, les documents FR 2 713 391 et FR 2 761 194 présentent un dispositif venant encadrer le support de contact fixe pour propulser l'arc vers la chambre de coupure. Des systèmes de montage simplifiés ont été proposés : par exemple, le montage du déflecteur du document WO 2007/140864 s'effectue par emboîtement, sans autre système de fixation que la pression exercée avec le conducteur fixe. Pour les appareils à rupture double, comprenant pour chaque pôle un pont mobile de deux contacts et deux contacts fixes sur des 2737 LPu conducteurs repliés en J, un montage par emboîtement a été développé : le document FR 2 378 344 décrit un déflecteur en boucle, optimisé pour limiter ses déformations et dont une aile forme un premier élément de la chambre de coupure associée. Dans cette configuration, afin de diminuer les effets de courants parasites circulant à travers la boucle, le déflecteur n'est en contact avec le conducteur fixe qu'au niveau de sa branche éloignée de la pastille de contact.

Quelle que soit la solution adoptée, un jeu de montage subsiste entre contact fixe et déflecteur. Or cet intervalle ralentit le passage de l'arc de la pastille au déflecteur, et 10 l'évacuation de l'arc vers la chambre de coupure n'est donc pas optimale.

EXPOSE DE L'INVENTION

Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des déflecteurs 15 existants et à améliorer le pouvoir de coupure en créant un ajustement sans jeu entre la pastille de contact et le déflecteur.

En particulier, selon un aspect, l'invention concerne un appareil interrupteur électrique, par exemple un contacteur, comprenant un ou plusieurs pôles de coupure également objets de 20 l'invention. Chaque pôle comprend une paire de contacts mobiles l'un par rapport à l'autre, ou un pont mobile reliant ou non deux contacts fixes ; les contacts fixes sont composés de pastilles de contact, par exemple en argent, logées sur un support d'une face externe d'un conducteur en J, classiquement en cuivre, auquel elles sont solidarisées, par exemple par brasage. De préférence associé à une chambre de coupure composée d'ailettes de 25 désionisation sensiblement parallèles l'une à l'autre, chaque contact fixe est muni d'un déflecteur d'arc qui est engagé sans jeu contre la pastille de contact.

Plus généralement, l'invention se rapporte à un ensemble de contact fixe pour un pôle de coupure, ledit ensemble comprenant le conducteur et la pastille de contact associés au 30 déflecteur, qui est de préférence unitaire en tôle pliée, notamment en acier. Le déflecteur est adapté pour se loger dans le J formé par le conducteur, et comprend lui-même deux branches sensiblement parallèles reliées par une partie de liaison pour former une boucle. 2737 LPu De préférence, la boucle est fermée par une quatrième aile prolongeant la deuxième branche ; la quatrième aile peut dépasser de la boucle de façon sensiblement orthogonale aux branches, avec avantageusement un orifice dans la quatrième aile permettant le passage de la première branche sans contact. La deuxième branche du déflecteur est adaptée pour être fixée sur la branche du conducteur ne comprenant pas la pastille de contact, à l'intérieur du J, et des moyens de couplage peuvent être prévus pour solidariser l'ensemble de contact, par exemple des orifices correspondants sur le déflecteur et le contacteur pour un couplage par vis.

Le déflecteur comporte par ailleurs un passage au niveau de la partie de liaison et de la partie adjacente de la première branche, de sorte que la boucle comprend une racine au niveau de l'extrémité de la première branche prolongée par deux portions latérales séparées l'une de l'autre, lesdites portions latérales formant également la partie de liaison et se rejoignant au niveau de la deuxième branche parallèle. La largeur du passage est adaptée pour le J du conducteur fixe de sorte que la racine du déflecteur soit externe au conducteur alors que la seconde branche du déflecteur est solidaire du conducteur à l'intérieur du J, la pastille de contact étant accessible depuis le passage, et le déflecteur n'étant par ailleurs pas en contact avec le conducteur au niveau de la racine, ni des portions latérales de sa première branche.

Le déflecteur comprend en outre une patte flexible prolongeant la racine de la première branche dans le passage, et dont l'extrémité est adaptée pour venir en appui contre le bord de la pastille de contact, ledit bord étant sensiblement normal au plan défini par la racine, c'est-à-dire à la surface externe du conducteur en J. La patte flexible comprend avantageusement une partie d'extrémité sensiblement parallèle à la racine et décalée vers l'intérieur de la boucle ; en particulier, si la pastille est logée dans un évidement du conducteur, la partie d'extrémité de la patte flexible vient se placer dans ledit évidement, exerçant de préférence un appui contre le conducteur et contre la pastille. De préférence, les formes des bords de la patte et de la pastille sont adaptées, par exemple de concavités complémentaires, pour que l'appui s'exerce de façon répartie sans jeu. Il est avantageux que l'épaisseur de la patte, et plus généralement de la tôle du déflecteur, soit adaptée pour 2737 LPu que la pastille et la patte flexible soient coplanaires lors de l'appui de façon à faciliter le passage de l'arc de l'une à l'autre.

Plus généralement, l'invention concerne un ensemble de contact pour pôle de coupure comprenant : un conducteur en J avec une première branche, une partie de liaison et une deuxième branche sensiblement parallèle à la première branche, la première branche étant plus courte que la deuxième branche et munie sur une face externe au J d'un support de contact ; une pastille de contact solidaire du conducteur et logée sur le support de contact, la pastille de contact faisant saillie par rapport à la face externe de la première branche ; et un déflecteur d'arc comprenant deux branches sensiblement parallèles reliées entre elles à une extrémité par une partie de liaison, et un passage au niveau de la partie de liaison de sorte que la première branche du déflecteur comprenne à son extrémité opposée à la partie de liaison une racine sensiblement plane prolongée par deux portions latérales qui forment une partie de la première branche et la partie de liaison. Le déflecteur peut s'emboîter dans le J formé par le conducteur, avec la deuxième branche du déflecteur adjacente à la deuxième branche du conducteur à l'intérieur du J, la racine de la première branche du déflecteur parallèle à la face externe de la première branche du conducteur à l'extérieur du J, la pastille de contact accessible par le passage du déflecteur. L'ensemble de contact selon l'invention est caractérisé en ce que la racine du déflecteur comprend une patte flexible faisant saillie entre les deux portions latérales dans le passage, de sorte que, lorsque le déflecteur est emboîté dans le J du conducteur, l'extrémité de ladite patte est en appui sur le bord de la pastille de contact, l'appui étant dans une direction parallèle à la face externe. Le bord d'extrémité de la patte flexible peut être de forme complémentaire au bord de la pastille.

De préférence, l'ensemble de contact selon l'invention est tel que la patte flexible comprend une partie d'extrémité sensiblement parallèle à la racine et plus proche de la deuxième branche du déflecteur que ladite racine ; en position emboîtée, les surfaces de la pastille de contact et de la patte flexible opposées au conducteur sont avantageusement sensiblement coplanaires. Lorsque le support de contact comprend un évidement dans la face externe du conducteur, ladite partie d'extrémité se loge dans l'évidement en position emboîtée. 2737.LPu BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs, représentés dans les figures annexées.

La figure 1 illustre une coupe d'un contacteur sur lequel l'ensemble de contact selon l'invention peut être monté.

Les figures 2A et 2B illustrent un ensemble de contact selon l'invention.

La figure 3 montre un agrandissement de la zone de contact d'un ensemble selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PREFERE

L'invention trouve une application particulière et préférée dans un contacteur 1 à boîtier moulé 2 utilisé en alimentation triphasée : pour chacune des phases, le contacteur 1 20 comprend un circuit de conduction tel qu'illustré schématiquement en figure 1, les circuits étant juxtaposés normalement au plan dessiné (de la feuille), par exemple au sein du même boîtier 2 aménagé.

En particulier, selon une construction classique, pour chaque phase d'alimentation, deux 25 plages de raccordement 3 font saillie du boîtier 2 du contacteur 1 et sont destinées à être raccordées à un jeu de barres d'alimentation. Les plages de raccordement 3 sont prolongées à l'intérieur du boîtier 2 vers des contacts fixes face auxquels est mis en place un pont 4 de deux contacts, qui est déplacé par un dispositif d'actionnement 5 entre une position de fermeture dans laquelle il assure la connexion électrique entre les plages de raccordement 30 3, et une position d'ouverture dans laquelle le courant n'y circule pas. Lors de l'ouverture du circuit de conduction, un arc électrique 6 peut survenir : pour faciliter la coupure, des 10 15 2737 LPu chambres d'extinction d'arc 7 sont placées au niveau de chaque paire de contact afin de participer au refroidissement et à la désionisation des gaz.

Pour des raisons électrodynamiques, il est usuel que le conducteur 10, en cuivre qui peut être brut, étamé ou argenté, prolongeant la plage de raccordement 3 forme un J. En particulier, tel qu'également illustré en figure 2A, une première branche, supérieure, 12 du conducteur 10 dont la surface externe fait face au pont 4 est sensiblement parallèle à une deuxième branche 14 localisée au fond du boîtier 2 qui se prolonge vers la plage 3, étant ainsi de longueur supérieure à la première branche 12 ; les deux branches 12, 14 sont reliées par une partie de liaison 16. Sur sa face externe face au pont de contact 4, la première branche 12 comprend un support 18 sur lequel repose une pastille de contact 20, avantageusement en argent ; le support 18 est de préférence formé par un évidement dans le conducteur 10, et la pastille 20 est solidarisée, notamment par brasage, dans l'évidement 18 en dépassant par rapport à la face externe du conducteur 10 : l'épaisseur de la pastille 20 supérieure à la profondeur de l'évidement 18 permet d'assurer que le contact soit réalisé entre le pont 4 et la pastille 20, à l'exclusion du conducteur 10.

Des moyens sont prévus pour fixer le conducteur 10 au boîtier 2, notamment des orifices 22 permettant un couplage par vis. Classiquement, le bord 24 de la pastille 20 situé vers la chambre de coupure 7 est de forme arrondie, légèrement convexe la découpe de la pastille 20 est sensiblement orthogonale à son plan de contact, le bord 24 étant ainsi perpendiculaire à la surface externe du conducteur 10.

Afin de faciliter le passage de l'arc de la pastille de contact 20 vers les ailettes de la chambre d'extinction 7, un déflecteur 30 est mis en place. Le déflecteur 30 forme une boucle pouvant se loger dans le J formé par le conducteur 10. Plus particulièrement, le déflecteur 30 comprend lui aussi une première branche 32 parallèle à une deuxième branche 34. Les deux branches 32, 34 sont reliées par une partie de liaison 36 ; par ailleurs, la boucle est avantageusement fermée par une quatrième branche 38 prolongeant la deuxième branche 34 de façon orthogonale. La quatrième branche 38 ferme la boucle de préférence en dépassant de la première branche 32 de sorte à permettre de diriger plus précisément l'arc 6 : l'aile saillante 38 peut ainsi former une des ailettes de la chambre de 2737 LPu coupure 7. Dans le mode de réalisation préféré illustré, l'aile de fermeture 38 comprend un orifice 40 permettant le passage d'une partie d'extrémité de la première branche 32, avantageusement sans contact.

En position installée, la deuxième branche 34 du déflecteur 30 vient se mettre en place à l'intérieur du J du conducteur 10 de façon adjacente à la deuxième branche 14 du conducteur 10, et des moyens de solidarisation 42 sont avantageusement prévus pour une fixation, par exemple des orifices 42 concordant dans les deux deuxièmes branches 14, 34 de façon à effectuer un couplage par vis ; la première branche 32 est localisée sensiblement parallèlement à la première branche 12 du conducteur 10, avec jeu, mais au moins partiellement à l'extérieur du J : un passage 44 est formé dans le déflecteur 30 pour permettre l'installation. En particulier, le passage 44 traverse la partie de liaison 36 et se prolonge sur une partie de la première branche 32, définissant ainsi deux portions latérales 46 dont l'écartement est supérieur ou égal à la largeur dans ce plan de la partie 12, 16 du conducteur 10 qui y passe. Les deux portions latérales 46 se rejoignent sur une partie d'extrémité de la première branche 32 pour former une racine 48 sensiblement plane qui sert de support pour le passage de l'arc 6.

Le déflecteur 30 peut donc s'emboîter dans le conducteur 10 pour former un ensemble de contact 50 illustré en figure 2B. Selon l'invention, un contact est réalisé directement entre déflecteur 30 et pastille 20. A cette fin, le déflecteur 30 comprend une patte flexible 52 au sein du passage 44, protubérante par rapport à la racine 48 entre les deux portions latérales 46. De préférence, la patte 52 est formée de la même tôle pliée que le déflecteur 30 et comprend une partie d'extrémité 54 sensiblement parallèle au plan défini par la racine 48.

Pour assurer une tenue stable dans le temps, la partie d'extrémité 54 est écartée de la racine 48 en direction de la deuxième branche 34 d'une distance au repos supérieure à la distance séparant la racine 48 de la première branche 12 du conducteur 10 au niveau du contact, c'est-à-dire le jeu de montage augmenté de la profondeur de l'évidement 18 du support de pastille 20.

L'effort exercé par le déflecteur 30 sur la pastille 20 est adapté pour être très inférieur à la tenue de la pastille 20 sur le conducteur 10 ; notamment, le brasage d'une pastille d'argent 2737 LPu de plus de 30 mm2 sur du cuivre génère une liaison dont l'effort d'arrachement en cisaillement dépasse 350 N, alors qu'une découpe appropriée du déflecteur 30 impose un effort maximal de 180 N. Notamment, la partie d'extrémité 54 de la patte flexible 52 peut subir un déplacement en direction de la racine 48 de l'ordre de 25 % de son épaisseur, soit 0,5 mm pour un déflecteur 30 en acier de 2 mm.

Ainsi, tel qu'illustré en figure 3, par rapport à la position au repos du déflecteur 30 schématisée en pointillés, en position « serrée » du déflecteur 30 contre la pastille 20, un appui est réalisé entre la tranche 24 de la pastille 20 et la tranche 56 de la patte 52, la flexibilité de la patte 52 permettant une déformation qui assure l'absence de jeu. De préférence, la partie d'extrémité 54 de la patte flexible 52 vient se loger dans l'évidement 18 supportant la pastille 20, et exerce en outre une pression vers le conducteur 10 pour un ensemble stabilisé. Il est cependant avantageux de limiter au maximum la surface sur laquelle le contact entre première branche 12 du contacteur et première branche 32 du déflecteur 30 est réalisé, afin de ne pas court-circuiter l'arc 6 ; à cette fin, le contact est limité à la partie d'extrémité 54 de la patte flexible 52, qui est courte et de plus de forme concave, de sorte que la résistance de contact est maximale. Le bord d'extrémité 56 de la patte flexible 52 est de forme avantageusement complémentaire au bord 24 de la pastille 20. De préférence, les surfaces de la pastille 20 et de la patte 52 qui font face au pont de contact 4 sont dans le même plan, ou la différence de niveau est faible, notamment inférieure à 0,5 mm, de façon à avoir une influence négligeable sur la coupure d'arc, l'arc 6 n'ayant pas d'échelon, de marche, à franchir.

De préférence, l'ensemble de contact 50 est solidarisé préalablement au montage dans l'appareil de coupure 1. Il peut être avantageux de prévoir un système de détrompage 58 pour garantir la réalisation d'un ensemble de contact adapté, par exemple par un pliage supplémentaire au niveau du passage du déflecteur 30 ; en particulier, la première branche 12 du conducteur 10 est de longueur supérieure au déflecteur 30 et l'aile de fermeture 38 est adaptée, par exemple par la taille du passage 40, pour permettre le passage d'une partie d'extrémité de la première branche 12 du conducteur 10 également.

2737 LPu Bien que l'invention ait été décrite en référence à un contacteur multipolaire 1 avec chambre de coupure 7, elle ne s'y limite pas : d'autres dispositifs peuvent être concernés par l'invention. De fait, l'ensemble de contact 50 selon l'invention comprend un déflecteur 30 réalisé de manière à être en interférence directe avec une pastille de contact 20 par ajustement élastique, ce qui peut être utilisé par ailleurs.

2737 LPu

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble de contact (50) pour pôle de coupure comprenant : un conducteur en J (10) comprenant une première branche (12), une partie de liaison (16) et une deuxième branche (14) sensiblement parallèle à la première branche (12), la première branche (12) étant plus courte que la deuxième branche (14) et munie sur une face externe au J d'un support de contact (18) ; une pastille de contact (20) solidaire du conducteur (10) et logée sur le support de contact (18), la pastille de contact (20) faisant saillie par rapport à la face externe de la première branche (12) ; un déflecteur d'arc (30) comprenant deux branches (32, 34) sensiblement parallèles reliées entre elles à une extrémité par une partie de liaison (36), et un passage (44) au niveau de la partie de liaison (36) de sorte que la première branche (32) du déflecteur (30) comprenne à son extrémité opposée à la partie de liaison (36) une racine (48) sensiblement plane prolongée par deux portions latérales (46) qui forment une partie de la première branche (32) et la partie de liaison (36) ; ledit déflecteur (30) pouvant s'emboîter dans le J formé par le conducteur (10), avec la deuxième branche (34) du déflecteur (30) adjacente à la deuxième branche (14) du conducteur (10) à l'intérieur du J, la racine (48) de la première branche (32) du déflecteur (30) parallèle à la face externe de la première branche (12) du conducteur (10) à l'extérieur du J, la pastille de contact (20) accessible par le passage (44) du déflecteur (30) ; caractérisé en ce que la racine (48) du déflecteur (30) comprend une patte flexible (52) faisant saillie entre les deux portions latérales (46) dans le passage (44) de sorte que, lorsque le déflecteur (30) est emboîté dans le J du conducteur (10), l'extrémité (56) de ladite patte (52) est en appui sur le bord (24) de la pastille de contact (20), l'appui étant dans une direction parallèle à la face externe.
2. 2. Ensemble de contact selon la revendication 1 dans lequel la patte flexible (52) comprend une partie d'extrémité (54) sensiblement parallèle à la racine (48) et plus proche de la deuxième branche (34) du déflecteur (30) que ladite racine (48). 10 2737 LPu
3. 3. Ensemble de contact selon la revendication 2 dans lequel le support de contact comprend un évidement (18) dans la face externe du conducteur (10) et la partie d'extrémité (54) de la patte flexible (52) se loge dans l'évidement (18) en position emboîtée.
4. 4. Ensemble de contact selon l'une des revendications 2 ou 3 dans lequel, en position emboîtée, les surfaces de la pastille de contact (20) et de la patte flexible (52) opposées au conducteur (10) sont sensiblement coplanaires. 10
5. 5. Ensemble de contact selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le bord d'extrémité (56) de la patte flexible (50) est de forme complémentaire au bord (24) de la pastille (20) sur laquelle elle vient en appui de façon à avoir un contact sans jeu.
6. 6. Ensemble de contact selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le déflecteur 15 (30) comprend une aile (38) prolongeant la deuxième branche (34) et sensiblement perpendiculaire aux deux branches (32, 34) du déflecteur (30) de façon à former une boucle, ladite aile (38) étant plus longue que la partie de liaison (36) du déflecteur (30). 20
7. 7. Ensemble de contact selon la revendication 6 dans lequel l'aile (38) comprend une ouverture de passage (40) de la première branche (12, 32) du conducteur (10) et/ou du déflecteur (30).
8. 8. Ensemble de contact selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel les deuxièmes 25 branches (14, 34) du conducteur (10) et du déflecteur (30) comprennent des moyens de solidarisation (42) complémentaires de façon à maintenir la patte (52) en position d'appui sur la pastille (20) lorsque les deuxièmes branches (14, 34) sont solidarisées.
9. 9. Pôle de coupure comprenant au moins un ensemble de contact (50) selon l'une des 30 revendications 1 à 8 et un dispositif de contact mobile (4) adapté pour prendre une position fermée de contact avec la pastille (20) de l'ensemble de contact (50) et une position ouverte. 2737 LPu10
10. 10. Pôle de coupure selon la revendication 9 comprenant en outre une chambre d'arc (7) munie d'une pluralité d'ailettes associée au déflecteur d'arc (30) de chaque ensemble de contact (50).
11. 11. Appareil de coupure électrique (1) comprenant un boîtier (2) et au moins un pôle de coupure selon l'une des revendications 9 ou 10 logé dans le boîtier (2), les deuxièmes branches (14) des conducteurs (10) des pôles de coupure étant accessibles depuis l'extérieur du boîtier (2). 2737 LPu