FR3131798A1 - Arc fragmentation and extinguishing fireback and fireplace including it - Google Patents
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Abstract
Plaque de cheminée de fragmentation et d’extinction d’arc et cheminée la comportant La plaque (36) de cheminée (32) de fragmentation et d’extinction d’arc d’un disjoncteur(10) à courant continu, la plaque (36) délimite en son centre une lumière centrale (40) à contour fermé, la plaque comporte sur au moins une face des saillies (42) délimitant entre elles des canaux (44) radiaux reliant, le long de la surface de la plaque, la lumière (40) à la périphérie de la plaque, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens pour modifier l’état d’ouverture d’au moins un canal (44) entre deux saillies adjacentes (42). Figure pour l'abrégé : 1The chimney plate (36) for fragmentation and arc extinction of a DC circuit breaker (10), the plate (36) ) delimits at its center a central slot (40) with a closed contour, the plate comprises, on at least one face, projections (42) delimiting between them radial channels (44) connecting, along the surface of the plate, the slot (40) at the periphery of the plate, characterized in that it comprises means for modifying the state of opening of at least one channel (44) between two adjacent projections (42). Figure for abstract: 1
Description
La présente invention concerne une plaque de cheminée de fragmentation et d’extinction d’arc d’un disjoncteur à courant continu à coupure dans l’air, du type délimitant en son centre une lumière centrale à contour fermé, la plaque comportant sur au moins une face des saillies délimitant entre elles des canaux radiaux reliant, le long de la surface de la plaque, la lumière à la périphérie de la plaque, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens pour modifier l’état d’ouverture d’au moins un canal entre deux saillies adjacentes. Elle concerne en outre une cheminée et un disjoncteur à courant continu.The present invention relates to a chimney plate for fragmentation and arc extinction of a direct current circuit breaker with air breaking, of the type delimiting in its center a central light with a closed contour, the plate comprising on at least a face of the projections delimiting between them radial channels connecting, along the surface of the plate, the light to the periphery of the plate, characterized in that it comprises means for modifying the opening state of at least least one channel between two adjacent projections. It further relates to a chimney and a direct current circuit breaker.
Dans les installations alimentées en courant continu sous une forte tension, et notamment dans les véhicules ferroviaires, il est nécessaire, pour déconnecter les charges du réseau, d’ouvrir les disjoncteurs alors qu’une tension importante existe entre les contacts. Cette forte différence de potentiel crée un arc électrique qu’il convient d’éteindre.In installations supplied with direct current under high voltage, and in particular in railway vehicles, it is necessary, to disconnect the loads from the network, to open the circuit breakers while a significant voltage exists between the contacts. This strong difference in potential creates an electric arc which must be extinguished.
À cet effet, il est connu de prévoir, dans le prolongement des corps de disjoncteurs, une cheminée délimitant un conduit rectiligne à l’intérieur duquel l’arc se développe en forme de U d’un contact à l’autre.For this purpose, it is known to provide, in the extension of the circuit breaker bodies, a chimney delimiting a rectilinear conduit inside which the arc develops in a U shape from one contact to the other.
La cheminée est formée de plaques disposées les unes sur les autres. Ces plaques délimitent entre elles des conduits radiaux permettant un échappement des gaz produits et de la chaleur tout au long de la longueur du conduit de cheminée.The fireplace is made up of plates placed one on top of the other. These plates define between them radial conduits allowing the escape of the gases produced and the heat throughout the length of the chimney conduit.
Ces plaques sont chacune prolongées à l’intérieur du conduit de cheminée par des lames métalliques permettant une fragmentation de l’arc et une extinction progressive de l’arc.These plates are each extended inside the chimney flue by metal blades allowing fragmentation of the arc and gradual extinction of the arc.
L’arc étant très énergétique, la cheminée présente une taille relativement importante et l’disjoncteur est donc un objet encombrant notamment dans un véhicule ferroviaire.The arc being very energetic, the chimney has a relatively large size and the circuit breaker is therefore a bulky object, particularly in a railway vehicle.
L’invention a pour but de permettre de limiter la taille de la cheminée et donc de l’disjoncteur tout en permettant une extinction satisfaisante de l’arc.The aim of the invention is to make it possible to limit the size of the chimney and therefore of the circuit breaker while allowing satisfactory extinguishing of the arc.
À cet effet, l’invention a pour objet une plaque de cheminée de fractionnement et d’extinction d’arc d’un disjoncteur à courant continu de type précité, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens pour modifier l’état d’ouverture d’au moins un canal entre deux saillies adjacentes.To this end, the subject of the invention is a fireback for splitting and extinguishing the arc of a direct current circuit breaker of the aforementioned type, characterized in that it comprises means for modifying the state of opening of at least one channel between two adjacent projections.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la plaque comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :According to particular embodiments, the plate has one or more of the following characteristics:
- elle comporte au moins une paroi frangible reliant deux saillies adjacentes et obturant un canal radial ;- it comprises at least one frangible wall connecting two adjacent projections and closing a radial channel;
- la paroi frangible est venue de matière avec le reste de la plaque ;- the frangible wall comes in one piece with the rest of the plate;
- entre la lumière centrale et la périphérie de la plaque, au moins une fente traverse l’épaisseur de la plaque et s’étend suivant toute la largeur du canal entre deux saillies adjacentes en travers du canal radial ; et- between the central lumen and the periphery of the plate, at least one slot passes through the thickness of the plate and extends along the entire width of the channel between two adjacent projections across the radial channel; And
- la lumière centrale a une forme oblongue et présente dans sa partie médiane un élargissement latéral.- the central lumen has an oblong shape and has a lateral enlargement in its middle part.
L’invention a également pour objet une cheminée de fractionnement et d’extinction d’un arc d’un disjoncteur à courant continu comportant un empilement de plaques tel que décrit précédemment avec alignement suivant un même axe des lumières centrales des plaques pour délimiter un conduit de cheminée, les canaux d’une plaque délimitant, avec la plaque adjacente en appui sur les saillies, des conduits radiaux d’évacuation s’ouvrant vers l’extérieur par des ouïes de sortie.The invention also relates to a chimney for splitting and extinguishing an arc of a direct current circuit breaker comprising a stack of plates as described above with alignment along the same axis of the central lights of the plates to delimit a conduit chimney, the channels of a plate delimiting, with the adjacent plate resting on the projections, radial evacuation conduits opening towards the outside through outlet vents.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la cheminée comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :Depending on particular embodiments, the chimney has one or more of the following characteristics:
- une partie des plaques ont une paroi frangible en place et une partie des plaques ont un passage libre à l’endroit de la paroi frangible qui a été rompue,- part of the plates have a frangible wall in place and part of the plates have a free passage at the location of the frangible wall which has been broken,
- elle comporte un volet d’obturation reçu dans au moins deux fentes alignées de plaques adjacentes, obturant au moins un conduit délimité entre deux plaques ;- it comprises a shutter flap received in at least two aligned slots of adjacent plates, closing at least one conduit delimited between two plates;
- elle comporte, pour chaque plaque, au moins une lame métallique interposée entre deux plaques et faisant saillie partiellement dans le conduit de cheminée ; et- it comprises, for each plate, at least one metal blade interposed between two plates and partially projecting into the chimney flue; And
- elle comporte au moins un écran rapporté à la périphérie des plaques et séparant les ouïes de sortie.- it includes at least one screen attached to the periphery of the plates and separating the outlet vents.
Enfin, l’invention a pour objet un disjoncteur à courant continu comportant une cheminée telle que définie ci-dessus et un interrupteur disposé dans le prolongement du conduit de la cheminée.Finally, the subject of the invention is a direct current circuit breaker comprising a chimney as defined above and a switch arranged in the extension of the chimney conduit.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the drawings in which:
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Le disjoncteur 10 illustré sur la
Il comporte deux bornes de connexion 12 et 14. L’une est propre à être reliée à une source de courant continu telle qu’un pantographe relié au réseau d’alimentation. L’autre borne est destinée à être reliée à des charges telles que les moteurs d’entraînement du véhicule.It has two connection terminals 12 and 14. One is suitable for being connected to a direct current source such as a pantograph connected to the power supply network. The other terminal is intended to be connected to loads such as vehicle drive motors.
Le disjoncteur 10 comporte un corps 16 dans laquelle est disposé un interrupteur 18 dont l’un des contacts, qui est mobile, 20 est relié à la borne 16 et dont l’autre contact fixe 22 est relié à la borne 12.The circuit breaker 10 comprises a body 16 in which is arranged a switch 18, one of the contacts, which is movable, 20 is connected to terminal 16 and the other fixed contact 22 of which is connected to terminal 12.
Le contact mobile 20 est solidarisé à la borne 14 par une tresse conductrice 24. Un actionneur 26 est disposé dans le corps 16 pour assurer un déplacement du contact mobile 20 entre une position écartée du contact fixe 22 comme illustré sur la
L’corps 16 est surmonté au droit des contacts 20, 22 d’une cheminée 30 de fragmentation et d’extinction de l’arc électrique formé entre les deux bornes 20, 22 lors de l’ouverture du interrupteur18.The body 16 is surmounted to the right of the contacts 20, 22 by a chimney 30 for fragmentation and extinction of the electric arc formed between the two terminals 20, 22 when the switch 18 is opened.
La cheminée 30 est de forme extérieure parallélépipédique. Elle présente en son centre un conduit de cheminée axial 32 dont l’axe est aligné avec les contacts 20, 22. Le conduit de cheminée est obturé à l’opposé des contacts 20, 22 par un couvercle 34.The chimney 30 has a parallelepiped exterior shape. It has in its center an axial chimney flue 32 whose axis is aligned with the contacts 20, 22. The chimney flue is closed opposite the contacts 20, 22 by a cover 34.
La cheminée est formée d’un empilement de plaques 36 individuelles dont un exemple est représenté en figures 2 et 3 suivant deux configurations distinctes.The chimney is formed from a stack of individual plates 36, an example of which is shown in Figures 2 and 3 in two distinct configurations.
Entre ces plaques sont ménagés des conduits radiaux 38 reliant le conduit de cheminée 32 à l’extérieur. Ces conduits s’ouvrent par des ouïes 39 de libération dans le milieu extérieur des gaz et de la chaleur produit par l’arc.Between these plates are provided radial conduits 38 connecting the chimney conduit 32 to the outside. These conduits open through gills 39 for release into the external environment of the gases and heat produced by the arc.
L’ensemble des plaques formant la cheminée 30 sont initialement, avant montage et configuration, identiques à celle notée 36A de la
Sur l’une seulement de ses faces, la plaque comporte des saillies 42, au nombre de 10 sur la
Les saillies sont chacune adjacentes à la périphérie de la plaque et elles délimitent entre elles avec la partie plane de la plaque des canaux 44 reliant la lumière 40 et la périphérie de la plaque où sont formées les ouïes 39. Ces canaux 44, lorsqu’ils sont recouverts d’une plaque reposant sur les saillies 42, délimitent les conduits 38 visibles sur la
Les saillies sont réparties par cinq sur les plus grands côtés des plaques. Les saillies médianes comportent sur le bord de la plaque suivant son épaisseur des glissières 46 en forme de queues d’aronde propres à recevoir des écrans, comme cela sera décrit ultérieurement.The projections are distributed by five on the largest sides of the plates. The median projections include on the edge of the plate depending on its thickness slides 46 in the form of dovetails suitable for receiving screens, as will be described later.
La lumière centrale 40 présente, dans sa partie médiane, de chaque côté, un élargissement local 47 au niveau des canaux médians notés 48. Ces élargissements 47 augmentent localement la section transversale du conduit de cheminée.The central light 40 has, in its middle part, on each side, a local widening 47 at the level of the middle channels denoted 48. These widenings 47 locally increase the cross section of the chimney flue.
Les canaux médians 48 sont, en sortie de fabrication de plaques, fermés chacun par une paroi frangible 50 s’étendant entre les deux saillies adjacentes 42. La paroi 50 s’étend sur toute l’épaisseur de la plaque, assurant ainsi une obstruction complète du canal. La paroi est formée sur le bord de la lumière 40 délimitant le conduit de cheminée.The middle channels 48 are, at the plate manufacturing outlet, each closed by a frangible wall 50 extending between the two adjacent projections 42. The wall 50 extends over the entire thickness of the plate, thus ensuring complete obstruction of the canal. The wall is formed on the edge of the light 40 delimiting the chimney flue.
Ces parois 50 sont venues de matière avec les plaques, lesquelles sont généralement réalisées en matière plastique.These walls 50 come integrally with the plates, which are generally made of plastic.
Ces parois sont frangibles, c’est-à-dire qu’elles peuvent être rompues manuellement ou avec un outil adapté pour permettre une ouverture du canal 48 initialement fermé par la paroi 50. Un passage libre, désigné par 60 sur la
En arrière des parois 50, en position médiane suivant la longueur des canaux médians 48, la plaque comporte des fentes transversales 52 s’étendant sur toute la largeur du conduit d’une saillie 42 à la saillie opposée.Behind the walls 50, in the middle position along the length of the middle channels 48, the plate has transverse slots 52 extending over the entire width of the conduit from a projection 42 to the opposite projection.
Comme illustré sur la
En outre, des lames métalliques 62 sont portées par chaque plaque sur des appuis 64 à mi-hauteur des saillies 42 visibles à plus grande échelle sur la
Dans l’empilement des plaques 36 formant la cheminée et comme visible sur la
Au contraire, en partie haute et comme visible sur la
On comprend qu’ainsi lors du fonctionnement de la cheminée, l’arc est contenu dans la cheminée en partie basse de la cheminée et les gaz ne peuvent pas circuler au travers des conduits latéraux médians qui sont obturés dans la partie basse de la cheminée. En revanche, en partie haute de la cheminée, les gaz sont libres de circuler au travers des conduits latéraux médians.We understand that thus during the operation of the chimney, the arc is contained in the chimney in the lower part of the chimney and the gases cannot circulate through the middle lateral conduits which are closed in the lower part of the chimney. On the other hand, in the upper part of the chimney, the gases are free to circulate through the middle side ducts.
Avantageusement, en partie médiane de la cheminée dans la zone désignée par 70 sur la
Comme illustré sur la
Ces écrans permettent une séparation des flux gazeux chauds sortant latéralement de la cheminée lors de la propagation et l’extinction de l’arc.These screens allow separation of hot gas flows exiting laterally from the chimney during the propagation and extinction of the arc.
On comprend que l’usage de plaques initialement identiques dotées de moyens de contrôle de l’état d’ouverture des conduits radiaux permet d’adapter la structure de la cheminée en fonction du type d’arc à éteindre et ainsi d’optimiser l’extinction tout en conservant un encombrement relativement réduit de la cheminée.We understand that the use of initially identical plates equipped with means of controlling the opening state of the radial conduits makes it possible to adapt the structure of the chimney according to the type of arc to be extinguished and thus to optimize the extinction while maintaining a relatively small footprint of the chimney.
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- 2023-01-09 EP EP23150779.9A patent/EP4210080A1/en active Pending
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ANONYMOUS: "DCBreak Rolling Stock High Speed Direct Current circuit breaker", 1 January 2019 (2019-01-01), pages 1 - 32, XP055954331, Retrieved from the Internet <URL:https://www.manualslib.com/download/1612264/Abb-Dcbreak-Series.html> [retrieved on 20220824] * |
Also Published As
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