FR2964783A1 - Commutateur de court-circuit rapide - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'un commutateur de court-circuit , destiné à court-circuiter un composant électronique (13), comportant : une paire de contacts électriques (2, 3) avec un contact fixe (2) et un contact mobile (3), le commutateur étant ouvert lorsque les contacts (2, 3) de la paire sont à distance et fermé lorsque les contacts (2, 3) sont en contact électrique, une tige de manœuvre (5) reliée au contact mobile (3), un élément élastique (9) couplé à la tige de manœuvre (5) pour la déplacer en translation lorsqu'il se détend, de manière à fermer le commutateur, un élément de libération (7) couplé à la tige de manœuvre pour la bloquer en translation le commutateur étant ouvert, et pour maintenir comprimé l'élément élastique (9), un percuteur électrique (12) dont la tête (12.1) est destinée à sectionner l'élément de libération (7).

Description

1 COMMUTATEUR DE COURT-CIRCUIT RAPIDE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention est relative à un commutateur de court-circuit bon marché. De tels commutateurs de court-circuit peuvent être utilisés notamment dans des équipements à courant continu à haute tension connus sous la dénomination anglaise de HVDC pour High Voltage Direct Current. Ces commutateurs de court-circuit doivent également être rapides, par là on entend qu'ils peuvent se fermer en quelques millisecondes après que l'ordre a été donné. Les équipements comportent une ligne de transmission et à ses deux extrémités un dispositif de conversion de type redresseur d'un côté et de type onduleur de l'autre. Ils sont insérés dans un système de transmission en courant alternatif. Pour transporter sur de longues distances des puissances très importantes, souvent supérieures à 1 000 MW, il est préférable pour des raisons technico-économiques d'adopter une liaison à courant continu au détriment d'une liaison à courant alternatif classique. Une des raisons en est qu' au delà d'une certaine distance, 50 à 100 km environ pour des liaisons sous-marines, 500 à 1 000 km pour les lignes électriques aériennes, les chutes de tension le long d'une ligne alimentée en courant alternatif sont trop importantes pour permettre la transmission. Généralement les redresseurs et onduleurs 30 sont symétriques et réversibles de manière à pouvoir changer de rôle. Un dispositif de conversion est réalisé de nos jours avec comme composants électroniques, des interrupteurs de puissance à semi-conducteurs tels que des thyristors, des thyristors de type GTO, Gate Turn-Off thyristor, c'est-à-dire thyristor blocable par la gâchette, des thyristors de type IGCT, Integrated Gate-Commutated Thyristor, c'est-à-dire thyristor à gâchette commutée intégré, des transistors de type IGBT, Insulated Gate Bipolar Transitor, c'est-à dire transistor bipolaire à grille isolée. Le commutateur de court-circuit est destiné à court-circuiter très rapidement un composant électronique. La raison en est que ce composant électronique prend un état ouvert lorsqu'il est défaillant. Dans cette application, le composant électronique est un interrupteur de puissance. La mise en court-circuit de l'interrupteur de puissance défaillant permet d'isoler ledit interrupteur de puissance d'autres interrupteurs de puissance qui sont branchés en série avec lui et d'éviter sa dégradation qui pourrait par exemple provoquer un incendie et une réaction en chaîne sur l'ensemble des composants du dispositif de conversion. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Ces commutateurs de court-circuit comportent généralement une enceinte à vide contenant une paire de contacts électriques avec un contact fixe par rapport à l'enceinte et un contact mobile par rapport au contact fixe. En position de repos, les 3 contacts de la paire sont ouverts. L'apparition d'un défaut sur un des composants électroniques associés envoie une impulsion électrique sur un organe de manoeuvre du contact mobile pour le mettre en contact électrique avec le contact fixe. Il existe plusieurs types de commutateurs de court-circuit. Ils utilisent pratiquement tous un ressort pour stocker de l'énergie nécessaire pour déplacer le contact mobile. Certains utilisent des dispositifs déclenchement du déplacement du contact mobile à bobine électromagnétique, d'autres de type pyrotechnique. Les commutateurs de court-circuit à dispositif de déclenchement pyrotechnique sont plus rapides que ceux à bobine électromagnétique. Les commutateurs de court-circuit à dispositif de déclenchement de type bobine électromagnétique ont un temps de réaction d'au moins quelques dizaines de millisecondes à cause du délai de magnétisation de la bobine électromagnétique.

Un commutateur de court-circuit à déclenchement pyrotechnique est décrit par exemple dans la demande de brevet EP 1 514 287. Une enceinte à vide contient une paire de contacts électriques avec un contact fixe et un contact mobile par rapport au contact fixe. Le contact mobile est solidaire d'une l'organe de manoeuvre accessible depuis l'extérieur de l'enceinte, elle se prolonge par un tube qui est entouré par un ressort. Le ressort en position comprimée maintient le contact mobile éloigné du contact fixe. Le commutateur de court-circuit est en position ouverte. 4 Le tube loge une cartouche explosive. Pour actionner l'interrupteur rapide, on fait exploser la cartouche explosive et l'explosion brise le tube en morceaux, le ressort se détend et entraîne en translation l'organe de manoeuvre de telle sorte que le contact mobile vient en contact électrique et mécanique avec le contact fixe. Le commutateur de court-circuit se ferme. Lors de l'explosion des débris du tube peuvent endommager le ressort et même l'enveloppe à vide. Le commutateur de court-circuit risque alors d'être détérioré et de ne plus se fermer. Un tel commutateur de court-circuit manque de fiabilité et nécessite de la maintenance très onéreuse. Un autre commutateur de court-circuit à déclenchement pyrotechnique est décrit dans la demande de brevet WO 2007/095873. Dans première configuration présentée dans ce document, le commutateur de court-circuit comporte une paire de contacts électriques avec un contact fixe par rapport à un support et un contact mobile. Le contact mobile est solidaire d'un organe de manoeuvre, cet organe de manoeuvre coulisse dans un tube fixe par rapport au support et un ressort est logé au fond du tube. L'organe de manoeuvre est muni d'une encoche. Un pointeau vient se loger dans l'encoche et bloque l'organe de manoeuvre en translation, le ressort étant comprimé. Les contacts électriques sont ouverts dans cette position bloquée en translation de l'organe de manoeuvre, le commutateur de court-circuit est ouvert. Le pointeau est relié à une cartouche propulsive placée dans une enceinte étanche. Lors de l'explosion de la cartouche propulsive, le pointeau recule et se libère de l'organe de manoeuvre. Elle n'est plus bloquée en translation. Le ressort se détend et la détente du ressort entraîne l'organe de manoeuvre en translation de manière à ce que le contact mobile 5 vienne en contact mécanique et électrique avec le contact fixe. Dans une autre configuration, plus simple, la cartouche propulsive au lieu d'entraîner en translation un pointeau, entraîne directement en translation l'organe de manoeuvre dont l'extrémité libre forme le contact mobile. Avant l'explosion de la cartouche propulsive, l'organe de manoeuvre est à distance du contact fixe et après l'explosion elle vient en contact mécanique et électrique avec elle. Les commutateurs de court-circuit à déclenchement pyrotechnique ont un coût de fonctionnement élevé, car il faut changer la cartouche pyrotechnique lorsqu'elle a été percutée. Ils ont aussi comme inconvénient d'avoir une durée de vie courte cinq à dix ans en général. De plus dans les deux cas, ces commutateurs de court-circuit consomment une puissance électrique assez importante, par exemple de l'ordre de 50 à 200 W. Un autre inconvénient des deux configurations à déclenchement pyrotechnique est qu'elles sont extrêmement sensibles aux vibrations.

Dans la première configuration, en cas de vibrations importantes, le pointeau peut échapper de l'encoche et la commutation du commutateur de court-circuit de la position ouverte à la position fermée peut se faire de manière non voulue. Dans la seconde configuration, le déclenchement de la cartouche propulsive ou des conditions de température particulières peuvent faire 6 que l'organe de manoeuvre se décale un peu ou se rétracte et que son extrémité libre ne fasse plus un contact électrique correct ou pas de contact électrique du tout avec le contact fixe. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a justement comme but de proposer un commutateur de court-circuit qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci dessus. 10 Plus particulièrement, la présente invention propose un commutateur de court-circuit qui a un coût de fonctionnement et de maintenance bien moindre que ceux des commutateurs de court-circuit à dispositif de déclenchement pyrotechnique et qui est plus rapide à 15 commuter que les commutateurs de court-circuit à dispositif de déclenchement de type bobine électromagnétique. Un but de l'invention est en particulier de proposer un commutateur de court-circuit dont la 20 maintenance est simple, un seul élément étant à changer après le déclenchement du percuteur électrique, il s'agit de l'élément de libération et la paire de contacts électrique n'est pas concernée. Un autre but de l'invention est de proposer 25 un commutateur de court-circuit qui est peu coûteux aussi bien à la fabrication qu'à l'utilisation. Un autre but de l'invention est de proposer un commutateur de court-circuit qui utilise des composants standard.5 7 Un autre but de l'invention est de proposer un commutateur de court-circuit qui a un temps de commutation très faible. Un autre but de l'invention est de proposer un commutateur de court-circuit qui peut fonctionner avec des tensions d'activation choisies dans une large gamme. Pour atteindre ces buts, la présente invention propose d'utiliser un percuteur électrique pour sectionner un élément de libération qui maintient bloqué en translation un organe de manoeuvre d'un contact mobile, ce dernier étant à distance d'un contact fixe du commutateur de court-circuit en position ouverte, le sectionnement rendant libre le mouvement de l'organe de manoeuvre et déclenchant l'extension d'un élément élastique destiné à manoeuvrer en translation l'organe de manoeuvre pour que le contact mobile vienne en contact électrique avec le contact fixe pour fermer le commutateur.

Plus précisément, l'invention est un commutateur de court-circuit, destiné à court-circuiter un composant électronique comportant au moins une paire de contacts électriques avec un contact fixe et un contact mobile par rapport au contact fixe, le commutateur étant ouvert lorsque les contacts de la paire sont à distance et fermé lorsque les contacts sont en contact électrique. Il comporte également un organe de manoeuvre relié au contact mobile, un élément élastique couplé à l'organe de manoeuvre pour le déplacer en translation lorsqu'il se détend de manière à fermer le commutateur, un élément de libération monté 8 entre l'organe de manoeuvre et un point de fixation fixe par rapport au contact fixe, pour bloquer en translation l'organe de manoeuvre, le commutateur étant ouvert, et pour maintenir comprimé l'élément élastique.

Il comporte en outre un percuteur électrique ayant une tête de percussion destinée à sectionner l'élément de libération, cette tête de percussion étant apte se déplacer en translation d'un état rétracté lorsque le percuteur électrique est armé à un état détendu lorsque le percuteur électrique est déclenché. Le sectionnement entraîne le déblocage de l'organe de manoeuvre, la détente de l'élément élastique, le déplacement en translation de l'organe de manoeuvre manoeuvre et la fermeture du commutateur.

L'élément de libération est interchangeable et est monté de manière amovible entre l'organe de manoeuvre et le point de fixation. L'élément de libération prend la forme d'une tige ou d'une lame, ce qui le rend peu coûteux.

Pour que la commutation soit rapide et que le commutateur ne se ferme pas de manière inopinée, l'élément de libération est en un matériau, tel que la céramique, apte à se briser sous l'effet d'un impact avec la tête du percuteur électrique et ayant une résistance à la traction suffisante pour pouvoir empêcher l'élément élastique de se détendre alors qu'il est comprimé et que le percuteur électrique est armé. Pour que le bris soit obtenu facilement, il est préférable que l'élément de libération comporte une zone d'impact avec la tête du percuteur électrique qui 9 possède une section réduite par rapport à la section qu'il possède en dehors de la zone d'impact. Pour que l'efficacité du percuteur soit optimale, il est préférable que l'élément de libération possède un axe principal et que le déplacement de la tête du percuteur électrique se fasse sensiblement perpendiculairement à l'axe principal de l'élément de libération. L'élément élastique peut être un ressort qui entoure l'organe de manoeuvre, le ressort ayant une extrémité venant en butée contre une butée fixe par rapport au contact fixe et dont l'autre extrémité est couplée à l'organe de manoeuvre. Pour pouvoir tenir des tensions importantes, il est préférable que la paire de contacts électriques soit placée dans une enceinte à vide, le contact fixe étant solidaire de l'enceinte, l'organe de manoeuvre étant accessible depuis l'extérieur de l'enceinte à vide.

Pour réduire les coûts, il est avantageux que le percuteur électrique soit un percuteur électrique à électroaimant bistable tel que ceux utilisés dans certains disjoncteurs. Il est préférable de prévoir en outre un dispositif de refroidissement en contact thermique avec le contact fixe pour éviter toute surchauffe lorsque les contacts électriques de la paire sont fermés et qu'ils sont parcourus par du courant. La présente invention concerne en outre un 30 circuit électrique comportant plusieurs composants électroniques montés en série, chacun des composants 10 ayant deux bornes et étant associé à un commutateur de court-circuit tel que caractérisé ci-dessus, la paire de contacts électriques du commutateur de court-circuit étant connectée en parallèle aux bornes du composant électronique. Le circuit électrique comporte de plus des moyens pour détecter une défaillance du composant électronique et pour faire circuler un courant dans le bobinage de la ventouse magnétique de manière à libérer en translation l'organe de manoeuvre.

Le circuit électrique peut être de type onduleur ou redresseur, les composants électroniques étant des interrupteurs de puissance à semi- conducteurs.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : Les figures 1A, 1B montrent des coupes de commutateurs de court-circuit selon l'invention, en position ouverte sur la figure 1A et en position fermée sur la figure 1B ; les figures 2A, 2B, 2C montrent différentes variantes de l'élément de libération ; la figure 3 est un circuit électrique dont les composants électroniques sont équipés de commutateurs de court-circuit selon l'invention.

Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes 11 références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On va se référer aux figures 1A, 1B qui montrent un exemple de commutateur de court-circuit selon l'invention respectivement dans une position ouverte et dans une position fermée. Le commutateur de court-circuit comporte au moins une paire de contacts électriques 2, 3 avec un contact fixe 2 et un contact mobile 3 par rapport au contact fixe 2. Les contacts électriques 2, 3 peuvent être logés dans une enceinte à vide 4 lorsque les niveaux de tension le requièrent. Dans ce cas, le contact fixe 2 est solidaire de l'enceinte à vide 4. Sur ces figures on n'a pas représenté de composant électronique que le commutateur de court-circuit selon l'invention est destiné à court-circuiter. Le commutateur de court-circuit peut donc prendre une position ouverte dans laquelle les contacts électriques 2, 3 sont disjoints (figure 1A) et une position fermée dans laquelle les contacts électriques 2, 3 sont en contact électrique l'un avec l'autre (figure 1B). Sur les figures 1A, 1B l'enceinte à vide 4 et les autres composants du commutateur de court- circuit sont placés dans un boîtier 1, avec un corps 1.1 par exemple cylindrique ou parallélépipédique doté 12 d'un fond 1.3. Le corps 1.1 du boîtier 1 peut être réalisé partiellement ou totalement en matériau électriquement isolant. Le boîtier 1 possède, en plus du corps 1.1, un couvercle 1.2 qui peut être électriquement conducteur. Le couvercle 1.2 peut être réalisé en métal tel que du cuivre ou de l'aluminium. Le contact fixe 2 est solidaire du couvercle 1.1. Chacun des contacts électriques 2, 3 de la paire est relié à un conducteur électrique 10, 11 respectivement, ces conducteurs électriques 10, 11 permettant le montage du commutateur de court-circuit aux bornes du composant électronique à court-circuiter. Ces conducteurs électriques 10, 11 sont accessibles à l'extérieur du boîtier 1. Ils peuvent être réalisés en métal tel que le cuivre ou l'aluminium. Dans un but de simplification, le conducteur électrique 10 relié au contact fixe 2 peut ne faire qu'un avec le couvercle 1.1 du boîtier 1. Le conducteur électrique 11 relié au contact mobile 3 est suffisamment souple pour ne pas entraver le mouvement du contact mobile 3. L'autre conducteur 10 peut être beaucoup plus rigide puisqu'il est relié au contact fixe 2. Dans le boîtier 1, mais à l'extérieur de l'enceinte à vide 4, le contact mobile 3 se prolonge par un organe de manoeuvre 5, de préférence allongé. L'organe de manoeuvre 5 s'étend selon un axe XX'. Cet axe XX' correspond à la direction du mouvement du contact mobile 3 lors de la fermeture du commutateur de court-circuit. L'enceinte à vide 4 peut être équipée de moyens d'étanchéité 6 du côté où émerge le contact mobile 3. L'organe de manoeuvre 5 possède donc une extrémité reliée au contact mobile 3 et son autre 13 extrémité est reliée, de manière amovible à une extrémité d'un élément de libération 7, cet élément de libération 7 ayant une autre extrémité reliée, de manière amovible également, à un point de fixation 8 fixe par rapport au contact fixe 2. Dans l'exemple décrit, le point de fixation 8 se trouve au niveau du fond 1.3 du corps 1.1 du boîtier 1. L'élément de libération 7 est construit autour d'un axe principal qui est confondu avec l'axe XX' de l'organe de manoeuvre 5. Un élément élastique 9 est couplé à l'organe de manoeuvre 5. L'élément élastique 9 est de préférence plus proche de l'élément de libération 7 qu'il ne l'est du contact mobile 3.

Il peut s'agir d'un ressort qui entoure l'organe de manoeuvre 5. L'élément élastique 9 se trouve à l'extérieur de l'enceinte à vide 4 mais dans le boîtier 1. L'élément élastique 9 a une première extrémité 9.1 qui est solidaire de l'organe de manoeuvre 5 et une seconde extrémité 9.2 qui vient en butée contre une butée fixe 13 par rapport au contact fixe 2. La butée fixe 13 peut prendre la forme d'une paroi orientée sensiblement perpendiculairement à l'axe XX'. Son bord est fixé au corps 1.1 du boîtier 1. La paroi 13 possède une ouverture au travers de laquelle passe l'organe de manoeuvre 5. Cette butée fixe 13 en plus de sa fonction de bloquer l'élément élastique 9 a également pour fonction de guider l'organe de manoeuvre 5.

Dans l'exemple des figures 1A, 1B, l'organe de manoeuvre 5 est pourvu d'une rondelle 5.1 et 14 l'élément élastique 9 a sa première extrémité 9.1 qui vient en butée contre cette rondelle 5.1. La première extrémité 9.1 de l'élément élastique 9 est ainsi couplée à l'organe de manoeuvre 5. Il n'y a pas de fixation entre l'élément élastique et l'organe de manoeuvre, c'est la compression de l'élément élastique qui assure le maintien. L'élément élastique 9 peut prendre un état comprimé dans lequel il emmagasine de l'énergie et un état détendu lorsqu'il a libéré cette énergie. Lorsque l'élément de libération 7 est monté entre le point de fixation 8 et l'organe de manoeuvre 5, l'élément élastique 9 est dans sont état comprimé. L'élément de libération 7 maintient l'élément élastique 9 dans son état comprimé. L'élément de libération 7 est réalisé un matériau ayant une résistance à la traction suffisante pour supporter la force de traction imposée par l'élément élastique 9 comprimé (figure 1A). Il empêche l'élément élastique de passer de l'état comprimé à l'état détendu. Le commutateur de court-circuit selon l'invention comporte en outre un percuteur électrique 12 muni d'une tête 12.1 destinée à percuter et à casser l'élément de libération 7 lorsque le percuteur électrique 12 est déclenché. Le déplacement en translation de la tête 12.1 du percuteur électrique 12 initié par son déclenchement se fait sensiblement perpendiculairement à l'axe XX'. Lors de son déclenchement, le percuteur électrique 12 convertit une impulsion électrique de faible intensité (par exemple inférieure à 0,4 mA) pendant 3 à 4 ms en impulsion 15 mécanique d'environ 3 à 5 daN. Le percuteur électrique peut être un percuteur électrique à électroaimant bistable tel que ceux utilisés couramment dans les disjoncteurs. On peut par exemple utiliser le percuteur électrique K1-3 du demandeur. Avec un tel percuteur électrique on peut obtenir un temps de commutation du commutateur de court-circuit inférieur à 5 millisecondes. Le courant nécessaire pour déclencher le percuteur électrique est inférieur à 0,4 A et la tension nécessaire pour le déclenchement peut être comprise entre environ 1,5 V 100V. Ainsi l'élément de libération 7 est réalisé dans un matériau suffisamment cassant pour se briser dès qu'il est percuté par la tête 12.1 du percuteur électrique 12 lorsque celui-ci a été déclenché. Il peut s'agir par exemple de céramique, ou autre avec des propriétés mécaniques similaires. On reviendra sur la structure de l'élément de libération 7 lors de la description des figures 2A à 2C. L'élément de libération 7 coopère à ses deux extrémités avec des moyens de fixation détachables 15 répartis d'une part sur l'élément de libération 7 et d'autre part d'un côté au point de fixation 8 et de l'autre côté sur l'organe de manoeuvre 5. L'élément de libération 7 peut comprendre à ses deux extrémités une lumière 7.2 (visible sur les figures 2A et 2B) pour la fixation à l'organe de manoeuvre 5 d'une part et au point de fixation 8.

Les moyens de fixation 15 peuvent comprendre au niveau du point de fixation 8 et de 16 l'organe de manoeuvre 5 une partie sensiblement en U 15.2 ayant deux branches munies chacune d'au moins une ouverture 15.3, deux ouvertures sur des branches différentes étant en regard, les deux ouvertures 15.3 devant accueillir une goupille 15.4, une des lumières 7.2 de l'élément de libération 7 venant se loger entre les deux bras de la pièce en U 15.2 et étant traversé par la goupille 15.4. Les moyens de fixation 15 sont aisément détachables permettent de changer aisément d'élément de libération 7 lorsque ce dernier à été brisé. Dans la configuration de la figure 1A, comme on l'a déjà dit, le contact mobile 3 est éloigné du contact fixe 2, l'élément élastique 9 est comprimé, percuteur électrique 12 est armé, sa tête 12.1 est rétractée, l'élément de libération 7 est entier, il n'a pas été brisé. Le commutateur de court-circuit est ouvert. Dans la configuration de la figure 1B, le contact mobile 3 est en contact électrique avec le contact fixe 2, l'élément élastique 9 est en extension, le percuteur électrique 12 a été déclenché et sa tête est sortie, elle a percuté l'élément de libération 7 au niveau d'une zone de sectionnement 7.1 et l'a brisé.

L'élément de libération 7 même sectionné reste solidaire d'une part du point de fixation 8 et d'autre part de l'organe de manoeuvre 5 du contact mobile 3. L'organe de manoeuvre 5 a pénétré un peu plus dans l'enceinte à vide 4 et le contact mobile 3 est en contact électrique avec le contact fixe 2, fermant 17 ainsi le commutateur de court-circuit selon l'invention. Le courant nécessaire au déclenchement du percuteur électrique 12 peut être fourni par la décharge d'un condensateur 12.2 branché aux extrémités des conducteurs dont est doté le percuteur électrique 12. Un condensateur dont la capacité vaut environ 100pf peut être utilisé. En effet, il suffit de fournir un courant d'activation inférieur à environ 0,4 A pour faire déclencher un percuteur électrique 12 par exemple de type GPA-35 10/V de chez ISLIKER fait selon le cahier des charges d'ALSTOM. En variante, le percuteur électrique 12 peut être relié à une source d'alimentation d'un autre type. On se réfère maintenant aux figures 2A, 2B, 2C. Elles représentent des exemples d'éléments de libération 7. Sur la figure 2A, l'élément de libération 7 est une tige, à section circulaire ou polygonale. Il est muni à ses deux extrémités d'une lumière 7.2 pour sa fixation. Il présente également une zone d'impact 7.3 avec la tête du percuteur électrique ayant une section réduite par rapport à la section de la tige au niveau de ses extrémités par exemple. La zone d'impact 7.3 est de préférence dans une zone centrale de l'élément de libération. Sur les figures 2B et 2C, l'élément de libération 7 est plus plate, elle prend la forme d'une lame. Elle a une section sensiblement rectangulaire avec deux faces principales opposées. Elle est plus plate que la tige de la figure 2A. Elle comporte 18 toujours une zone d'impact 7.3 à section réduite. Cette zone d'impact 7.3 est faite de deux rainures opposées par le fond, débouchant sur les deux faces principales de la lame, comme on le distingue clairement sur la figure 2C. Cette figure 2C montre la lame sur la tranche. Sur la figure 2B, on voit une des ses faces principales. Les deux lumières 7.2 sont présentes. Pour réarmer le commutateur de court-circuit selon l'invention et le remettre en position ouverte, il suffit de réarmer manuellement le percuteur électrique 12 pour que sa tête soit en position rétractée, d'ôter les morceaux de l'élément de libération 7 sectionné qui restent solidaires d'une part du point de fixation 8 et d'autre part de l'organe de manoeuvre 5 et de les remplacer par un élément de libération 7 neuf. Les moyens de fixation 15 de l'élément de libération 7 sont aisément démontables et remontables, par exemple en ôtant la goupille 15.4. Ce réarmement peut se faire de manière particulièrement aisée. Les pièces sur lesquelles on intervient sont faciles d'accès. Les coûts de maintenance sont modérés car ces pièces sont peu onéreuses. La pièce à changer est l'élément de libération et cela ne touche pas les contacts électriques 2, 3 du commutateur de court-circuit, ils peuvent rester sous vide dans l'enceinte à vide 4. L'enceinte à vide 4 contenant les contacts électriques 2, 3, cette dernière ne risque pas d'être détériorée par le déclenchement du percuteur électrique 12. Elle en est éloignée. 19 Un tel commutateur de court-circuit n'est pas sensible aux vibrations car le percuteur électrique est très résistant aux vibrations. Il ne peut se déclencher de façon involontaire en cas de vibration.

La libération du contact mobile 3 pour qu'il vienne en contact avec le contact fixe 2 ne peut se faire de manière involontaire. Par rapport aux commutateurs de court-circuit dans lesquels la commutation est initiée de manière électromagnétique, le commutateur de court- circuit objet de l'invention, comporte un nombre de pièces réduit de manière significative et donc possède un coût moindre. La réduction du nombre de pièces augmente la sécurité du commutateur. Par contre, il faut changer les pièces usagées après commutation comme on l'a déjà évoqué, mais ces pièces ont un coût bas. Le commutateur de court-circuit peut comporter, en outre, un dispositif de refroidissement 16, par exemple, à ailettes situé de préférence du côté du couvercle du boîtier 1, et en contact thermique avec le contact fixe 2. Il est représenté sur les figures 1A, 1B. En effet, lorsque le commutateur de court-circuit est fermé, il est parcouru par un courant de charge et ce courant de charge provoque un échauffement par effet Joule. Cette circulation de courant peut se prolonger assez longtemps, par exemple plusieurs mois, jusqu'à une prochaine opération de maintenance du circuit électrique qui intègre le commutateur de court-circuit. En variante, le dispositif de refroidissement peut être à circulation de fluide.

On a représenté sur la figure 3 un circuit électrique 100 avec des composants électroniques 13 20 équipés chacun d'un commutateur de court-circuit 101 selon l'invention. Dans l'exemple décrit, le circuit électrique 100 est un dispositif de conversion de courant électrique représenté de façon partielle. Il comporte plusieurs branches B1, B2, B3... comprenant chacune plusieurs composants électroniques 130 à court-circuiter montés en série, les branches B1, B2, B3... étant montées en parallèles. Un commutateur de court-circuit 101 est associé à chacun des composants électroniques 130. Chaque composant électronique 130 à court-circuiter peut être monté avec d'autres composants électroniques (non représentés) pour former un module 104 (illustré sur la figure 3 par un rectangle en traits pleins). Ces autres composants, par exemple des diodes des condensateurs, des transistors bipolaires, s'ils sont en défaut se mettent dans un état fermé et laissent passer du courant. Ces autres composants n'ont pas besoin d'être associés à un commutateur de court-circuit selon l'invention. Le commutateur de court-circuit 101 est monté en parallèle avec le composant électronique 130 associé et se trouve entre l'entrée et la sortie du module 104. On a représenté des moyens 102 pour détecter une défaillance d'un des composants électroniques 13 et pour déclencher la libération de l'organe de manoeuvre du commutateur de court-circuit 101 associé, en cas de défaillance, en déclenchant le percuteur électrique, c'est-à-dire en déchargeant le condensateur branché à ses bornes. On a fait cela au niveau d'un seul des composants électroniques 130 dans un souci de clarté, mais bien entendu chacun des composants électroniques 130 est 21 associé à de tels moyens 102. La commutation d'un commutateur de court-circuit 101 pour le fermer permet une circulation du courant dans la branche B1, B2, B3 dans laquelle se trouve le composant électronique 130 défaillant sans passer par ce composant électronique 130 défaillant. Le conducteur 103 se terminant par un triangle est un conducteur de mise à un potentiel de référence du module 104. Il est relié à l'une des bornes du composant électronique 130 et à un contact du commutateur de court-circuit 101, la borne mise au potentiel de référence du composant électronique 130 est reliée au contact mis au potentiel de référence du commutateur de court-circuit. Les moyens 102 pour détecter une défaillance peuvent comporter un dispositif de détection de défaut ultrarapide qui suite à une défaillance du composant électronique 13 commande la décharge du condensateur qui sert à l'alimentation du bobinage de la ventouse magnétique, conduisant au court-circuit du composant électronique défectueux. La défaillance du composant électronique entraîne sa mise dans un état ouvert. Si l'on ne prévoyait pas de commutateur de court-circuit cet état ouvert empêcherait le passage de courant dans la branche dans laquelle se trouve le composant électronique défaillant. Le commutateur de court-circuit selon l'invention rétablit le passage du courant dans cette branche. Dans l'application décrite d'un circuit de conversion de courant de type redresseur ou onduleur, les composants électroniques 130 sont des interrupteurs de puissance à semi-conducteurs tels que par exemple 22

des thyristors, des thyristors de type GTO, des thyristors de type IGCT, des transistors de type IGBT. Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été décrits de façon détaillée, on comprendra que différents changements et modifications puissent être apportés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Commutateur de court-circuit, destiné à court-circuiter un composant électronique, comportant au moins une paire de contacts électriques (2, 3) avec un contact fixe (2) et un contact mobile (3) par rapport au contact fixe, le commutateur étant ouvert lorsque les contacts (2, 3) de la paire sont à distance et fermé lorsque les contacts (2, 3) sont en contact électrique, un organe de manoeuvre (5) relié au contact mobile (3), un élément élastique (9) couplé à l'organe de manoeuvre (5) pour le déplacer en translation lorsqu'il se détend de manière à fermer le commutateur, un élément de libération (7) monté entre l'organe de manoeuvre (5) et un point de fixation (8) fixe par rapport au contact fixe (2), pour bloquer en translation l'organe de manoeuvre (5), le commutateur étant ouvert, et pour maintenir comprimé l'élément élastique (9), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un percuteur électrique (12) pourvu d'une tête (12.1) destinée à sectionner l'élément de libération (7), la tête de percussion ( 12.1) étant apte se déplacer en translation d'un état rétracté lorsque le percuteur électrique (12) est armé à un état sorti lorsque le percuteur électrique (12) est déclenché, le déclenchement du percuteur électrique (12) entraînant le bris de l'élément de libération (7), le déblocage de l'organe de manoeuvre (5), la détente de l'élément élastique (9), le déplacement en translation de l'organe de manoeuvre (5) et la fermeture du commutateur. 24
2. 2. Commutateur de court-circuit selon la revendication 1, dans lequel l'élément de libération (7) est interchangeable et est monté de manière amovible entre l'organe de manoeuvre (5) et le point de fixation (8).
3. 3. Commutateur de court-circuit selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'élément de libération (7) prend la forme d'une tige ou d'une lame.
4. 4. Commutateur de court-circuit selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément de libération (7) est en un matériau, tel que la céramique, apte à se briser sous l'effet d'un impact avec la tête (12.1) du percuteur électrique et ayant une résistance à la traction suffisante pour pouvoir empêcher l'élément élastique de se détendre alors qu'il est comprimé et que le percuteur électrique est armé.
5. 5. Commutateur de court-circuit selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de libération (7) comporte une zone d'impact (7.3) avec la tête (12.1) du percuteur électrique, cette zone d'impact possédant une section réduite par rapport à la section qu'elle possède en dehors de la zone d'impact.
6. 6. Commutateur de court-circuit selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de libération (7) possède un axe principal (XX'), le déplacement de la tête (12.1) du percuteur électrique 25 se faisant sensiblement perpendiculairement à l'axe principal de l'élément de libération (7).
7. 7. Commutateur de court-circuit selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément élastique (9) est un ressort qui entoure l'organe de manoeuvre (5), le ressort ayant une extrémité venant en butée contre une butée fixe (13) par rapport au contact fixe (3) et dont l'autre extrémité est couplée à l'organe de manoeuvre (5).
8. 8. Commutateur de court-circuit selon l'une des revendications précédentes, comportant une enceinte à vide (4) dans laquelle est placée la paire de contacts électriques (2, 3), le contact fixe (2) étant solidaire de l'enceinte (4), l'organe de manoeuvre (5) étant accessible depuis l'extérieur de l'enceinte à vide (4).
9. 9. Commutateur de court-circuit selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le percuteur électrique est un percuteur électrique à électroaimant bistable.
10. 10. Commutateur de court-circuit selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre un dispositif de refroidissement (14) en contact thermique avec le contact fixe (2).
11. 11. Circuit électrique comportant plusieurs composants électroniques (13) montés en série, chacun 26 des composants (13) ayant deux bornes (13.1, 13.2), caractérisé en ce que chacun des composants électroniques (13) est associé à un commutateur de court-circuit selon l'une des revendications précédentes 1 à 10, la paire de contacts électriques (2, 3) du commutateur de court-circuit étant connectée en parallèle aux bornes (13.1, 13.2) du composant électronique (13) et en ce qu'il comporte de plus des moyens (102) pour détecter une défaillance du composant électronique (13) et pour faire circuler un courant dans le bobinage de la ventouse magnétique de manière à libérer en translation l'organe de manoeuvre.
12. 12. Circuit électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est de type onduleur ou redresseur, les composants électroniques étant des interrupteurs de puissance à semi- conducteurs.