FR3118278A1 - Contact de coupure électrique - Google Patents
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Abstract
Il est proposé un contact (1) de coupure électrique, notamment à champ magnétique radial, pour ampoule à vide (100) à moyenne tension, le contact (1) comportant : - une tige (2) s’étendant selon un axe longitudinal (X), configurée pour être parcourue par un courant électrique, - un corps de contact (3) s’étendant transversalement à l’axe longitudinal (X) et comportant une première surface de fixation (4), le corps de contact (3) et la tige (2) étant coaxiaux, dans lequel la tige (2) comporte : - une deuxième surface de fixation (5) solidaire de la première surface de fixation (4), - une surface de butée (6) radialement extérieure à la première surface de fixation (4), la surface de butée (6) étant distante du corps de contact (3) selon l’axe longitudinal (X) et tournée vers le corps de contact (3). Figure de l’abrégé : Figure 6
Description
La présente invention se rapporte au domaine des appareils de coupure à vide à moyenne tension, également appelés ampoules à vide ou encore ampoules sous vide. Les ampoules à vide sont utilisées dans les appareils électriques de distribution de moyenne tension, c’est-à-dire de 1 à 52 kV. Les ampoules à vide sont associées à des actionneurs pour couper le courant dans une partie du circuit.
De manière bien connue, une ampoule à vide comporte deux contacts de coupure disposés en vis-à-vis. Chaque contact de coupure comprend une tige d’amenée du courant électrique, et un corps de contact solidaire de la tige. Les contacts sont disposés dans une enveloppe formant une enceinte étanche placée sous vide. Les contacts peuvent être déplacés l’un par rapport à l’autre. Lorsque les contacts sont en appui l’un sur l’autre, le courant peut passer d’un contact à l’autre. Lorsque les contacts sont écartés l’un de l’autre, le courant est interrompu.
A la coupure du courant ainsi qu’à l’établissement du courant, un arc électrique se produit. L’arc électrique formé échauffe les pièces traversées par l’arc, et peuvent faire fondre localement la surface des contacts. Il est ainsi connu de donner aux contacts une forme telle que l’arc électrique ainsi créé génère un champ magnétique radial, ce qui permet d’orienter l’arc de manière favorable et finalement de le contrôler. L’invention ici décrite concerne plus particulièrement ce type de contacts à champ magnétique radial, également connu sous l’acronyme Anglais RMF, pour « Radial Magnetic Field » ou TMF « Transversal Magnetic Field ». Toutefois, l’invention pourrait s’appliquer éventuellement à d’autres types de contacts.
La présente invention a pour but d’améliorer les performances de ce type d’ampoules à vide.
A la fermeture de l’ampoule à vide, la vitesse relative entre les contacts au moment où ceux-ci arrivent en appui l’un sur l’autre a tendance à engendrer un phénomène de rebond. Autrement dit, la continuité entre les contacts n’est pas assurée de manière franche, et la distance entre les contacts électriques a tendance à osciller. Selon certaines normes nationales ou internationales, notamment la norme CN GB 50150 – 2016, la durée de rebond doit rester inférieure à une certaine limite, par exemple égale à 2 ou 3 millisecondes. Il est donc intéressant de proposer une solution permettant de réduire au maximum la durée de ces rebonds.
Résumé
A cette fin, l’invention propose un contact de coupure électrique, notamment à champ magnétique radial, pour ampoule à vide à moyenne tension, le contact comportant :
- une tige s’étendant selon un axe longitudinal, configurée pour être parcourue par un courant électrique,
- un corps de contact s’étendant transversalement à l’axe longitudinal et comportant une première surface de fixation, le corps de contact et la tige étant coaxiaux,
dans lequel la tige comporte :
- une deuxième surface de fixation solidaire de la première surface de fixation,
- une surface de butée radialement extérieure à la deuxième surface de fixation, la surface de butée étant distante du corps de contact selon l’axe longitudinal et tournée vers le corps de contact.
- une tige s’étendant selon un axe longitudinal, configurée pour être parcourue par un courant électrique,
- un corps de contact s’étendant transversalement à l’axe longitudinal et comportant une première surface de fixation, le corps de contact et la tige étant coaxiaux,
dans lequel la tige comporte :
- une deuxième surface de fixation solidaire de la première surface de fixation,
- une surface de butée radialement extérieure à la deuxième surface de fixation, la surface de butée étant distante du corps de contact selon l’axe longitudinal et tournée vers le corps de contact.
Autrement dit, dans le contact de coupure électrique proposé, le corps de contact et la surface de butée sont configurés de sorte que le corps de contact puisse avoir un mouvement de flexion selon une direction parallèle à l’axe longitudinal.
Le corps de contact et la surface de butée sont configurés de sorte qu’une portion du corps de contact entre en contact avec la surface de butée lors d’une flexion du corps de contact.
De manière classique, à la fermeture du circuit électrique de l’ampoule à vide, c’est-à-dire lorsque le contact mobile de l’ampoule à vide vient toucher le contact fixe, il se produit un choc qui tend à créer un rebond. Autrement dit, après le choc initial les deux contacts peuvent se réécarter légèrement, ce qui favorise un réamorçage de l’arc électrique. Ce phénomène de rebond est à éviter. Selon l’invention, la surface de butée de la tige, radialement extérieure à la zone où la tige et le corps de contact sont solidarisés, est en retrait par rapport au corps de contact. Ainsi, le corps de contact est configuré pour fléchir lorsque, à la fermeture de l’ampoule à vide, le corps de contact impacte un deuxième corps de contact disposé en vis-à-vis. Cette déformation par déflexion du corps de contact contribue à dissiper l’énergie de l’impact avec le deuxième contact électrique, et ainsi à limiter le phénomène de rebond.
Les caractéristiques listées dans les paragraphes suivant peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
La tige et le corps de contact sont électriquement conducteurs. La tige et le corps de contact sont métalliques.
Le corps de contact est en forme de disque. La tige est cylindrique.
Le corps de contact est configuré pour venir en contact avec au moins une partie de la surface de butée lors d’une flexion du corps de contact.
La première surface de fixation et la deuxième surface de fixation sont perpendiculaires à l’axe longitudinal.
La deuxième surface de fixation est formée par un épaulement de la tige.
La première surface de fixation et la deuxième surface de fixation sont solidarisées par une brasure.
Selon un mode de réalisation du contact de coupure électrique, une distance, mesurée selon une direction parallèle à l’axe longitudinal, entre la surface de butée et le corps de contact, est comprise entre 0,2 millimètre et 1,0 millimètre.
Cette valeur du jeu axial entre la surface de butée et le corps de contact permet une amplitude de déflexion bien adaptée à l’énergie à dissiper lors du choc entre les contacts électriques.
Selon un mode de réalisation du contact de coupure électrique, la surface de butée comporte une pluralité de zones de butée distantes les unes des autres.
La surface de butée comporte quatre zones de butée.
Au moins une zone de butée s’étend depuis un bord extérieur de la tige en direction de l’axe longitudinal de la tige.
Au moins une zone de butée comprend une portion annulaire s’étendant radialement entre une première distance de l’axe longitudinal et une deuxième distance de l’axe longitudinal. La première distance est inférieure ou égale à la valeur du rayon de la tige. La deuxième distance est supérieure à la valeur du rayon de la deuxième surface de fixation.
La portion annulaire de la zone de butée s’étend dans un secteur angulaire de valeur angulaire comprise entre 15° et 45°.
La surface de butée est plane. En variante, la surface de butée a une forme tronconique.
La surface de butée et la surface de fixation s’étendent dans des plans parallèles.
Selon un aspect de l’invention, la tige comporte une gorge adjacente à la deuxième surface de fixation.
Lorsque la tige et le corps de contact sont solidarisés par brasure, la gorge permet d’éviter un effet capillaire qui amènerait une migration de brasure de la première surface de fixation vers la surface de butée.
Au moins une zone de butée est adjacente à une portion de la gorge.
Selon un autre aspect de l’invention, le corps de contact comporte une surface de contact configurée pour entrer en contact avec un deuxième contact de coupure électrique disposé en vis-à-vis du contact, de façon à permettre à un courant électrique de passer entre les deux contacts,
la première surface de fixation s’étend radialement entre une première distance interne et une première distance externe, la surface de contact s’étend radialement entre une deuxième distance interne et une deuxième distance externe,
et un rapport entre la deuxième distance interne et la première distance externe est supérieur ou égal à 1.
la première surface de fixation s’étend radialement entre une première distance interne et une première distance externe, la surface de contact s’étend radialement entre une deuxième distance interne et une deuxième distance externe,
et un rapport entre la deuxième distance interne et la première distance externe est supérieur ou égal à 1.
Autrement dit, lorsque le rapport est supérieur à 1, la surface de contact est radialement extérieure à la première surface de fixation.
A la fermeture de l’ampoule à vide, le champ électrique augmente lorsque les contacts se rapprochent l’un de l’autre, jusqu’au claquage diélectrique. Le claquage diélectrique fait apparaitre un arc électrique entre les contacts peu de temps avant leur contact mécanique. La fusion de surface provoquée par l’arc électrique mène souvent à des soudures locales entre les contacts. Ces soudures augmentent l’effort nécessaire à réaliser la réouverture de l’ampoule à vide. Il est ainsi souhaitable de proposer une solution pour limiter cet effort de cassure des soudures.
Grace à la disposition relative de la première surface de fixation et de la surface de contact, la zone d’initiation de l’arc électrique est radialement décalée par rapport au centre des contacts. Ceci permet d’augmenter les efforts électrodynamiques imposés à l’arc initial et d’ainsi augmenter sa vitesse de rotation. De cette manière, l’arc est poussé rapidement hors de la zone de contact mécanique privilégiée que constitue la zone d’initiation de l’arc électrique, évitant ainsi la soudure entre les contacts. De ce fait, l’effort de réouverture des contacts reste sensiblement constant au cours de l’utilisation.
Le corps de contact comporte une portion amincie s’étendant depuis l’axe longitudinal. La portion amincie peut avoir une forme circulaire. La portion amincie peut être obtenue par un lamage du corps de contact, centré sur l’axe longitudinal. Autrement dit, le corps de contact comporte un évidement borgne centré sur l’axe longitudinal.
Selon un mode de réalisation du contact de coupure électrique, la surface de butée est au droit de la surface de contact selon une direction parallèle à l’axe longitudinal.
Selon un exemple de mise en œuvre, la surface de contact comporte une pluralité de zones de contact distantes les unes des autres.
Cette configuration permet de favoriser un déplacement rapide de l’arc dans la phase initiale de coupure ou de pré-amorçage à la fermeture. Ceci favorise à la fois les performances en coupure et l’obtention d’une soudure des contacts la moins forte possible.
Chaque zone de butée est située au droit d’une zone de contact selon une direction parallèle à l’axe longitudinal.
Selon un mode de réalisation, le corps de contact a une configuration en spirale, le corps de contact ayant une forme de disque comportant des fentes traversant l’épaisseur du disque, les fentes s’étendant depuis la périphérie du corps de contact vers l’intérieur du corps de contact 3.
Cette configuration permet de favoriser la création d’un champ magnétique radial lorsqu’un arc électrique circule entre les contacts de coupure.
Le corps de contact comprend des branches, chaque branche étant comprise entre deux fentes consécutives.
Les branches s’étendent vers l’extérieur depuis une partie centrale, et comprennent un bord courbe.
De façon purement illustrative, les fentes sont courbes selon la réalisation représentée. Les fentes forment au niveau de la périphérie du disque un angle compris entre 30° et 50° avec la direction radiale.
Les fentes s’étendent entre une première extrémité débouchant sur la périphérie du disque et une deuxième extrémité, et les fentes forment au niveau de la deuxième extrémité un angle compris entre 70° et 90° avec la direction radiale.
Selon un mode de réalisation du contact de coupure électrique, le corps de contact comporte une portion biseautée disposée selon une direction radiale à l’extérieur de la surface de contact.
Cette forme permet d’éviter que la surface de contact soit située à la périphérie du corps de contact. Ainsi, le moment de la force nécessaire à rompre une éventuelle soudure entre les contacts est minimisé. Les risques de déformation plastique du corps de contact lors de l’application d’une force permettant de séparer les contacts sont réduits. La capacité à assurer une ouverture de l’ampoule à vide est ainsi préservée.
La portion biseautée forme avec l’axe longitudinal un angle compris entre 80° et 89°.
La portion biseautée s’étend depuis un bord radialement extérieur de la surface de contact vers la périphérie du corps de contact.
Selon un mode de réalisation, le corps de contact comprend un trou de positionnement angulaire et la tige comprend un ergot de positionnement angulaire, l’ergot étant inséré dans le trou de positionnement angulaire.
L’invention se rapporte également à un contact de coupure électrique à champ magnétique radial pour ampoule à vide à moyenne tension, le contact comportant :
- une tige s’étendant selon un axe longitudinal, configurée pour être parcourue par un courant électrique,
- un corps de contact ayant une forme de disque s’étendant transversalement à l’axe longitudinal, le corps de contact et la tige étant coaxiaux,
le corps de contact comportant :
- une première surface de fixation solidaire de la tige, et
- une surface de contact configurée pour entrer en contact avec un deuxième contact de coupure électrique disposé en vis-à-vis du contact de façon à permettre un passage de courant électrique entre les deux contacts,
dans lequel la première surface de fixation s’étend radialement entre une première distance interne et une première distance externe, la surface de contact s’étend radialement entre une deuxième distance interne et une deuxième distance externe,
et dans lequel un rapport entre la deuxième distance interne et la première distance externe est supérieur à 0,9, de préférence supérieur à 1.
- une tige s’étendant selon un axe longitudinal, configurée pour être parcourue par un courant électrique,
- un corps de contact ayant une forme de disque s’étendant transversalement à l’axe longitudinal, le corps de contact et la tige étant coaxiaux,
le corps de contact comportant :
- une première surface de fixation solidaire de la tige, et
- une surface de contact configurée pour entrer en contact avec un deuxième contact de coupure électrique disposé en vis-à-vis du contact de façon à permettre un passage de courant électrique entre les deux contacts,
dans lequel la première surface de fixation s’étend radialement entre une première distance interne et une première distance externe, la surface de contact s’étend radialement entre une deuxième distance interne et une deuxième distance externe,
et dans lequel un rapport entre la deuxième distance interne et la première distance externe est supérieur à 0,9, de préférence supérieur à 1.
L’invention concerne également une ampoule à vide comportant un contact fixe tel que décrit précédemment et un contact mobile tel que décrit précédemment, le contact mobile étant mobile entre une position de contact avec le contact fixe permettant un passage de courant électrique et une position distante du contact fixe interdisant un passage de courant.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Certains éléments ou paramètres peuvent être indexés, c'est-à-dire désignés par exemple par premier élément ou deuxième élément, ou encore premier paramètre et second paramètre, etc. Cette indexation a pour but de différencier des éléments ou paramètres similaires, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, ou paramètre par rapport à un autre et on peut interchanger les dénominations. Quand il est précisé qu'un sous-système comporte un élément donné, cela n'exclut pas la présence d'autres éléments dans ce sous-système.
La représente une ampoule à vide 100 comportant un contact fixe 1 qui sera décrit ultérieurement et un contact mobile 11 qui sera également décrit ultérieurement. Le contact mobile 11 est disposé en vis-à-vis du contact fixe 1. Les deux contacts 1, 11 sont coaxiaux. Le contact mobile 11 est mobile entre une position de contact avec le contact fixe 1 permettant un passage de courant électrique, et une position distante du contact fixe 1 interdisant un passage de courant. La moitié gauche de la représente les contacts 1, 11 en position de contact. La moitié droite de la représente les contacts 1, 11 en position éloignée l’un de l’autre, c’est-à-dire dans la position où le passage du courant est interrompu. Un mécanisme de commande, non représenté, permet de déplacer le contact mobile 11 de façon à l’amener en appui sur le contact fixe 1, et permet aussi de l’éloigner afin de créer une coupure du courant. L’ampoule à vide 100 est prévue pour un appareil de coupure à moyenne tension, c’est-à-dire une tension comprise entre 1 kV et 52 kV. L’appareil de coupure peut être par exemple un disjoncteur, un sectionneur ou un interrupteur. L’ampoule à vide 100 comporte une enveloppe 29, formant une enceinte étanche sous vide. On entend par là que la pression régnant à l’intérieur de l’enceinte est inférieure à 10-4 millibar. Un écran 28 est disposé en vis-à-vis des contacts de coupure 1, 11 selon une direction radiale. Un soufflet 27 permet d’assurer le déplacement du contact mobile 11 tout en assurant l’étanchéité.
Le contact de coupure électrique 1 comprend une tige 2 d’amenée du courant et un corps de contact 3. La tige 2 et le corps de contact 3 sont électriquement conducteurs. La tige 2 et le corps de contact 3 sont métalliques. De la même manière, le deuxième contact 11 comprend une tige 21 et un corps de contact 31. Les deux contacts 1, 11 sont construits de manière similaire.
La tige 2 et le corps de contact 3 sont solidaires, c’est-à-dire qu’ils sont rigidement fixés l’un à l’autre. Pour cela, le corps de contact 3 comporte une première surface de fixation 4 et la tige 2 comporte une deuxième surface de fixation 5. La première surface de fixation 4 et la deuxième surface de fixation 5 sont ici solidarisées par une brasure. La première surface de fixation 4 et la deuxième surface de fixation 5 sont perpendiculaires à l’axe longitudinal X.
Sur l’exemple illustré sur la , le corps de contact 3 est en forme de disque. La tige 2 est cylindrique. Selon les modes de réalisation des figures 2 à 4, la deuxième surface de fixation 5 est formée par un épaulement de la tige 2.
Le corps de contact 1 est configuré pour qu’un arc électrique formé entre le corps de contact 1 et le deuxième corps de contact 11 génère un champ magnétique radial. L’arc électrique se forme notamment lors de l’établissement et/ou de la coupure du courant, lorsque le contact de coupure 1 est suffisamment proche du deuxième contact de coupure 11. La différence de potentiel entre les corps de contact en vis-à-vis crée alors un arc électrique qui parcourt l’espace situé entre les deux contacts 1, 11.
La représente un contact 1 de coupure électrique pour ampoule à vide 100 à moyenne tension, le contact 1 comportant :
- une tige 2 s’étendant selon un axe longitudinal X, configurée pour être parcourue par un courant électrique,
- un corps de contact 3 s’étendant transversalement à l’axe longitudinal X et comportant une première surface de fixation 4, le corps de contact 3 et la tige 2 étant coaxiaux,
dans lequel la tige 2 comporte :
- une deuxième surface de fixation 5 solidaire de la première surface de fixation 4,
- une surface de butée 6 radialement extérieure à la deuxième surface de fixation 5, la surface de butée 6 étant distante du corps de contact 3 selon l’axe longitudinal X et tournée vers le corps de contact 3.
- une tige 2 s’étendant selon un axe longitudinal X, configurée pour être parcourue par un courant électrique,
- un corps de contact 3 s’étendant transversalement à l’axe longitudinal X et comportant une première surface de fixation 4, le corps de contact 3 et la tige 2 étant coaxiaux,
dans lequel la tige 2 comporte :
- une deuxième surface de fixation 5 solidaire de la première surface de fixation 4,
- une surface de butée 6 radialement extérieure à la deuxième surface de fixation 5, la surface de butée 6 étant distante du corps de contact 3 selon l’axe longitudinal X et tournée vers le corps de contact 3.
Le contact 1 de coupure électrique est ici à champ magnétique radial. Sur l’exemple illustré notamment sur la , la distance e1, mesurée selon une direction parallèle à l’axe longitudinal X, entre la surface de butée 6 et le corps de contact 3, est comprise entre 0,2 millimètre et 1,0 millimètre. Sur la , la distance e1 a été exagéré afin d’être davantage visible.
Grace à la distance e1, le corps de contact 3 et la surface de butée 6 sont configurés de sorte que le corps de contact 3 puisse avoir un mouvement de flexion, notamment selon une direction parallèle à l’axe longitudinal X. La possible flexion est schématisée par la flèche F sur la .
A la fermeture du circuit électrique de l’ampoule à vide, c’est-à-dire lorsque le mécanisme de commande de l’ampoule à vide 100 fait que le contact mobile 11 vient toucher le contact fixe 1, il se produit un choc qui tend à créer un rebond entre les deux contacts 1, 11. Autrement dit, après le choc initial les deux contacts 1, 11 peuvent se réécarter légèrement, ce qui favorise un réamorçage de l’arc électrique. Ce phénomène de rebond est à éviter car il dégrade la maitrise de la formation de l’arc électrique. Selon l’invention, la surface de butée 6 de la tige 2 est en retrait par rapport au corps de contact 3. Ainsi, le corps de contact 3 peut fléchir lorsque, à la fermeture de l’ampoule à vide, le corps de contact 3 impacte un deuxième corps de contact 31 disposé en vis-à-vis. Cette déformation par déflexion du corps de contact 3 contribue à dissiper l’énergie de l’impact avec le deuxième contact électrique, et ainsi à limiter le phénomène de rebond. Les flèches N schématisent la force qui s’applique sur le corps de contact lorsque les contacts 1, 11 sont en appui l’un sur l’autre. La flèche F schématise la flexion résultante. Le concept est ici présenté avec un contact 1 de coupure électrique à champ magnétique radial. Il peut s’appliquer également à d’autres types de contacts de coupure électrique, notamment un contact de coupure électrique à champ magnétique axial.
Sur la , la courbe C – 1 représente l’évolution temporelle de la position du contact de coupure mobile 11 lors de la fermeture d’une ampoule à vide selon l’art antérieur. La courbe C – 2 représente l’évolution temporelle de la position du contact de coupure mobile 11 lors de la fermeture d’une ampoule à vide selon l’invention. L’instant Ti indique l’instant où le contact mobile 11 vient taper le contact fixe 1. Sur la courbe C – 1, le phénomène de rebond après le choc est clairement visible, et le paramètre Z – 1 indique l’amplitude du rebond. Sur la courbe C – 2, on voit que l’amplitude Z – 2 du rebond est nettement inférieure à Z – 1, en raison de la dissipation de l’énergie du choc par la flexion du corps de contact et par le contact avec la surface de butée de la tige. D’autres méthodes de caractérisation des rebonds peuvent être employées, par exemple basées sur des mesures de signaux électriques.
Le corps de contact 3 et la surface de butée 6 sont aussi configurés de sorte qu’une portion 25 du corps de contact 3 entre en contact avec la surface de butée 6 lors d’une flexion du corps de contact 3. Plus précisément, le corps de contact 3 est configuré pour venir en contact avec au moins une partie de la surface de butée 6 lors d’une flexion du corps de contact 3.
Selon le mode de réalisation de la , la surface de butée 6 comporte une pluralité de zones de butée 7 distantes les unes des autres. Plus précisément, la surface de butée 6 comporte quatre zones de butée 7.
Au moins une zone de butée 7 s’étend depuis un bord extérieur 26 de la tige 2 en direction de l’axe longitudinal X de la tige 2.
La surface de butée 6 est plane. La surface de butée 6 et la deuxième surface de fixation 5 s’étendent dans des plans parallèles P1, P2. Selon une variante non représentée, la surface de butée 6 a une forme tronconique.
Au moins une zone de butée 7 comprend une portion annulaire s’étendant radialement entre une première distance r1 de l’axe longitudinal X et une deuxième distance r2 de l’axe longitudinal X. La première distance r1 est inférieure ou égale à la valeur du rayon de la tige 2. La deuxième distance r2 est supérieure à la valeur du rayon de la deuxième surface de fixation 5.
La portion annulaire de la zone de butée 7 s’étend dans un secteur d’angulaire A1 de valeur angulaire comprise entre 15° et 45°.
La tige 2 comporte une gorge 10 adjacente à la deuxième surface de fixation 5. Ainsi, comme on peut le voir particulièrement sur la , lorsque la tige 2 et le corps de contact 3 sont brasés ensemble, la gorge 10 permet d’éviter un effet capillaire qui amènerait une migration de brasure de la première surface de fixation vers la surface de butée. La zone de brasure est l’interstice compris entre la première surface de fixation 4 du corps de contact 3 et la deuxième surface de fixation 5 de la tige 2. Au moins une zone de butée 7 est adjacente à une portion de la gorge 10. Sur l’exemple de la , chaque zone de butée 7 est délimitée radialement par un arc de cercle. La zone de butée 7 est délimitée selon la direction radiale par la gorge 10, du côté intérieur, et par la périphérie de la tige, du côté extérieur. La largeur de la gorge 10, mesurée selon une direction transverse Y, est supérieure à 0,5 millimètre. La profondeur de la gorge 10, mesurée selon la direction longitudinale X, est supérieure à 0,5 millimètre.
Selon un autre aspect de l’invention, illustré notamment sur la , le corps de contact 3 comporte une surface de contact 8 configurée pour entrer en contact avec un deuxième contact de coupure électrique 11 disposé en vis-à-vis du contact 1, de façon à permettre à un courant électrique de passer entre les deux contacts 1, 11,
la première surface de fixation 4 s’étend radialement entre une première distance interne d4i et une première distance externe d4e, la surface de contact 8 s’étend radialement entre une deuxième distance interne d8i et une deuxième distance externe d8e,
et un rapport R entre la deuxième distance interne d8i et la première distance externe d4e est supérieur ou égal à 1.
la première surface de fixation 4 s’étend radialement entre une première distance interne d4i et une première distance externe d4e, la surface de contact 8 s’étend radialement entre une deuxième distance interne d8i et une deuxième distance externe d8e,
et un rapport R entre la deuxième distance interne d8i et la première distance externe d4e est supérieur ou égal à 1.
Autrement dit, lorsque le rapport R a une valeur supérieure à 1, la surface de contact 8 est radialement extérieure à la première surface de fixation 4. Dans ce cas, le point le plus intérieur de la surface de contact 8 est plus éloigné de l’axe longitudinal X que le point le plus extérieur de la première surface de fixation 4.
Ainsi, les surfaces de contact 8, 81 entre les contacts de coupure 1, 11 sont radialement décalées vers l’extérieur par rapport aux tiges 2, 21 d’amenée du courant. Le passage du courant électrique est schématisé sur la par le signe C. La zone à travers laquelle le courant électrique peut transiter est ainsi plus étendue qu’avec les solutions selon l’art antérieur. De plus, comme les contacts de coupure sont de type à champ magnétique radial, l’arc électrique est dévié vers l’extérieur des contacts. Cette configuration permet un meilleur contrôle de l’arc électrique entre les contacts. En particulier, cette configuration permet de séparer la zone de contact électrique et la zone à travers laquelle passe l’arc électrique. Le corps de contact 3 est ici à champ magnétique radial.
Le corps de contact 3 comporte une portion amincie 12 s’étendant depuis l’axe longitudinal X. La portion amincie 12 peut avoir une forme circulaire. La portion amincie 12 est ici formée par un lamage du corps de contact, centré sur l’axe longitudinal X. La première surface de fixation 4 et la surface de contact 8 sont situées sur des faces axiales opposées 13,14 du corps de contact 3.
Sur l’exemple ici décrit, et comme représenté sur la , la surface de butée 6 est au droit de la surface de contact 8 selon une direction D1 parallèle à l’axe longitudinal X. On entend par là que toute droite D1 parallèle à l’axe longitudinal X et passant par la surface de butée 6 passe par la surface de contact 8.
La représente un mode de réalisation d’un corps de contact 3. Sur la , la surface de contact 8 comporte une pluralité de zones de contact 9 distantes les unes des autres. Afin de faciliter la lecture de la , les zones de contact 9 sont mises en évidence par des points. Selon des variantes non représentées, la surface de contact 8 peut être en une seule portion continue. C’est notamment le cas lorsque la portion amincie 12 a un diamètre suffisamment faible pour ne pas s’étendre radialement jusqu’aux fentes 16.
Chaque zone de butée 7 est située au droit d’une zone de contact 9 selon une direction parallèle à l’axe longitudinal X. Comme précédemment, on entend par là que toute droite parallèle à l’axe longitudinal X et passant par une zone de butée 7 passe par une zone de contact 9. Autrement dit, sur une vue selon l’axe longitudinal X, le pourtour d’une zone de butée 7 est à l’intérieur du pourtour d’une zone de contact 9.
Selon cet exemple, le corps de contact 3 a une configuration en spirale, le corps de contact 3 ayant une forme de disque comportant des fentes 16 traversant l’épaisseur du disque, les fentes 16 s’étendant depuis la périphérie 15 du corps de contact 3 vers l’intérieur du corps de contact 3.
Cette configuration permet de favoriser la création d’un champ magnétique radial lorsqu’un arc électrique circule entre les contacts de coupure.
Le corps de contact comprend des branches 18, chaque branche 18 étant comprise entre deux fentes consécutives. Chaque branche 18 est formée par la matière comprise angulairement entre deux fentes 16 consécutives. Les branches 18 s’étendent vers l’extérieur depuis une partie centrale, et comprennent un bord courbe. Selon des variantes non représentées, les branches 18 peuvent avoir d’autres formes. Plus généralement, les branches 18 peuvent avoir n’importe quelle forme permettant que l’arc électrique génère un champ magnétique radial. Sur l’exemple illustré, chaque corps de contact 3, 31 comporte quatre branches 18. L’écart angulaire entre deux branches consécutives est constant, et égal à 90°. Dans les variantes non représentées où les corps de contact 3, 31 possède un nombre de branches 18 différent de quatre, le nombre de zones de butée 7 de la surface de butée 6 est égal au nombre de branches 18 des corps de contact 3, 31. Chaque branche 18 est au droit d’une zone de butée 7. Plus précisément, chaque surface de butée 7 est au droit d’une zone de contact 9.
Les zones de contact 9 s’étendent dans un secteur angulaire de valeur angulaire A5. La portion annulaire de la zone de butée 7 s’étend dans un secteur d’angulaire de valeur angulaire A1 inférieure à la valeur angulaire A5.
Dans l’exemple illustré, les fentes 16 sont courbes. Selon des variantes non représentées, les fentes 16 peuvent être rectilignes. Les fentes forment au niveau de la périphérie du disque un angle A2 compris entre 30° et 50° avec la direction radiale. Les fentes 16 s’étendent entre une première extrémité 19 débouchant sur la périphérie du disque et une deuxième extrémité 20, et les fentes forment au niveau de la deuxième extrémité un angle A3 compris entre 70° et 90° avec la direction radiale. L’angle A2 est mesuré au niveau du bord de la fente 16 le plus éloigné de l’axe longitudinal X. L’angle A3 est mesuré au niveau du bord de la fente 16 le plus proche de l’axe longitudinal X.
Comme illustré sur la , le corps de contact 3 comporte une portion biseautée 22 disposée selon une direction radiale Y à l’extérieur de la surface de contact 8.
Cette forme permet d’éviter un contact mécanique entre les corps de contact 3, 31 au niveau de leur périphérie. En cas de soudure des corps de contact entre eux au niveau de zones de création d’un arc électrique, le moment exercé par la force visant à séparer les contacts est plus faible que si une soudure était présente en périphérie du corps de contact. Le risque de déformation plastique du contact est limité.
La portion biseautée 22 forme avec l’axe longitudinal X un angle A4 compris entre 80° et 89°.
Le corps de contact 3 comprend un trou de positionnement angulaire 23 et la tige 2 comprend un ergot de positionnement angulaire 24, l’ergot 24 étant inséré dans le trou de positionnement angulaire 23.
Claims (12)
- Contact (1) de coupure électrique, notamment à champ magnétique radial, pour ampoule à vide (100) à moyenne tension, le contact (1) comportant :
- une tige (2) s’étendant selon un axe longitudinal (X), configurée pour être parcourue par un courant électrique,
- un corps de contact (3) s’étendant transversalement à l’axe longitudinal (X) et comportant une première surface de fixation (4), le corps de contact (3) et la tige (2) étant coaxiaux,
dans lequel la tige (2) comporte :
- une deuxième surface de fixation (5) solidaire de la première surface de fixation (4),
- une surface de butée (6) radialement extérieure à la deuxième surface de fixation (5), la surface de butée (6) étant distante du corps de contact (3) selon l’axe longitudinal (X) et tournée vers le corps de contact (3). - Contact (1) de coupure électrique selon la revendication 1, dans lequel une distance (e1), mesurée selon une direction parallèle à l’axe longitudinal (X), entre la surface de butée (6) et le corps de contact (3), est comprise entre 0,2 millimètre et 1,0 millimètre.
- Contact (1) de coupure électrique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la surface de butée (6) comporte une pluralité de zones de butée (7) distantes les unes des autres.
- Contact (1) de coupure électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la tige (2) comporte une gorge (10) adjacente à la deuxième surface de fixation (5).
- Contact (1) de coupure électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps de contact (3) comporte une surface de contact (8) configurée pour entrer en contact avec un deuxième contact de coupure électrique (11) disposé en vis-à-vis du contact (1), de façon à permettre à un courant électrique de passer entre les deux contacts (1, 11),
dans lequel la première surface de fixation (4) s’étend radialement entre une première distance interne (d4i) et une première distance externe (d4e), la surface de contact (8) s’étend radialement entre une deuxième distance interne (d8i) et une deuxième distance externe (d8e),
et dans lequel un rapport entre la deuxième distance interne (d8i) et la première distance externe (d4e) est supérieur ou égal à 1. - Contact (1) de coupure électrique selon la revendication précédente, dans lequel la surface de butée (6) est au droit de la surface de contact (8) selon une direction parallèle à l’axe longitudinal (X).
- Contact (1) de coupure électrique selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la surface de contact (8) comporte une pluralité de zones de contact (9) distantes les unes des autres.
- Contact (1) de coupure électrique selon la revendication précédente, en combinaison avec la revendication 3, dans lequel chaque zone de butée (7) est située au droit d’une zone de contact (9) selon une direction parallèle à l’axe longitudinal (X).
- Contact (1) de coupure électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps de contact (3) a une configuration en spirale, le corps de contact (3) ayant une forme de disque comportant des fentes (16) traversant l’épaisseur du disque, les fentes (16) s’étendant depuis la périphérie (15) du corps de contact (3) vers l’intérieur du corps de contact (3).
- Contact (1) de coupure électrique selon l’une des revendications 5 à 9, dans lequel le corps de contact (3) comporte une portion biseautée (22) disposée selon une direction radiale (Y) à l’extérieur de la surface de contact (8).
- Ampoule à vide (100) comportant un contact fixe (1) selon l’une des revendications précédentes et un contact mobile (11) selon l’une des revendications précédentes, le contact mobile (11) étant mobile entre une position de contact avec le contact fixe (1) permettant un passage de courant électrique et une position distante du contact fixe (1) interdisant un passage de courant.
- Appareil de coupure comprenant une ampoule à vide (100) selon la revendication 11.
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