WO2011124817A1 - Fusible et interrupteur combiné comprenant un tel fusible - Google Patents

Fusible et interrupteur combiné comprenant un tel fusible Download PDF

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WO2011124817A1
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reduced
fuse
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blade
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PCT/FR2011/050667
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Pierre Lavaud
Thierry Rambaud
Daniel Bourlier
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Mersen France Sb Sas
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    • H01H85/303—Movable indicating elements
    • H01H85/306—Movable indicating elements acting on an auxiliary switch or contact

Definitions

  • the present invention relates to a fuse comprising an insulating bar and at least one fuse blade wound on this bar.
  • the invention also relates to a combined switch comprising at least one such fuse.
  • the field of the invention is that of high voltage fuses fitted to the combined switches.
  • the invention relates to a high voltage fuse for protecting cables and MV / LV distribution transformers (medium voltage / low voltage).
  • the fuse can provide this protection alone, or by being associated with a combined switch.
  • it is equipped with a striker which causes the automatic opening of the switch following the operation of the fuse.
  • the combination of the two devices, fuse and switch is characterized by a transition current, for which they exchange the breaking function: above this value, the current is interrupted only by the fuses, below it is interrupted on a phase by the first fuse that melts, and by the switch on the other two phases.
  • the fuse must have a fast response, cutting off when the current increases beyond a predetermined value.
  • the fuse is cut by melting fusible elements, the faster the overcurrent is important.
  • An essential component of the fuse is therefore the fuse element, which conventionally is wound on an insulating bar disposed in the body of the fuse.
  • the fuse element undergoes a rise in temperature proportional to the intensity of the current flowing through it.
  • the temperature of the fuse element In normal operation, the temperature of the fuse element is below its melting temperature and the current flows normally. In case of overcurrent, the temperature of the fuse element exceeds the melting temperature at one or more points of the fuse element, which melts at least partially, and the flow of current is cut off.
  • US-A-2007/0159291 discloses a fuse, with one or more fusible elements arranged on an insulating central bar. Each fuse element includes a main portion and a plurality of reduced sections arranged in series along its entire length. These reduced sections offer greater resistance than the main portions at the passage of the current, their temperature therefore increases until melting when the intensity of the current reaches a sufficient value. However, the response of the fuse is not always satisfactory at certain critical intensities, for which the cut-off time is too slow.
  • GB-A-2 184 301 discloses a fuse comprising a fuse element.
  • this element are delimited, on the one hand, a running part provided with several reduced sections of a first type and, on the other hand, an end portion provided with one or more reduced sections of a second type.
  • the response of this fuse is not fast enough to be effective, especially for so-called "intermediate" intensities, corresponding to a melting time of between 10 milliseconds and 1 second.
  • the object of the present invention is to provide a fuse having a faster response, particularly for currents neighboring the transition current when associated with a switch.
  • the subject of the invention is a fuse comprising a tubular body, at least one insulating bar arranged in the tubular body along a longitudinal axis of the tubular body, and at least one fusible blade of constant thickness, arranged on the bar and extending between the longitudinal ends of the fuse, the blade including segments of maximum width and a plurality of reduced sections arranged along its longitudinal direction, each reduced section having a geometry defined by its minimum width and length, wherein the sections are at least two different types and comprise at least one reduced section of a first type, which has a first minimum width, and at least one reduced section of a second type, which has a second minimum width different from the first minimum width.
  • This fuse is characterized in that the reduced sections are regularly spaced along the fuse link, with an alternation of reduced sections of the first type and reduced sections of the second type.
  • a fuse element comprising reduced section areas of different types, having different minimum widths, and arranged alternately in its longitudinal direction, makes it possible to produce a fuse having an improved, fast response regardless of the intensity for which the fuse needs to be cut.
  • the response of the fuse is notably improved for so-called intermediate fault intensities, for which the cut-off time is between 10 milliseconds and 1 second.
  • the invention also relates to a combined switch comprising at least one fuse as mentioned above.
  • Figure 1 is a perspective view of a fuse according to the invention
  • Figure 2 is a section of the fuse in the plane II of Figure 1;
  • Figure 3 is a section of the fuse in the plane III of Figure 2, with a portion of its central bar in external view;
  • Figure 4 is an elevational view of a fuse element fitted to the fuse of Figures 1 to 3;
  • FIGS. 5 and 6 are enlarged views of details V and VI in Figure 4;
  • Figures 7, 8, 9 and 10 are views in elevation and details similar to Figures 4 to 6 for a second embodiment of a fuse element fitted to a fuse according to the invention.
  • Figure 1 1 is a graph illustrating the response of the fuse of Figures 1 to 6.
  • Figures 1, 2 and 3 is shown a fuse 1 according to the invention.
  • Figure 1 is an overall view of the fuse 1.
  • Figures 2 and 3 show the fuse 1, respectively in cross-section and in longitudinal section.
  • the fuse 1 comprises a substantially tubular fuse body 2 defining a longitudinal axis X-X '.
  • the body 2 is made of insulating material, preferably porcelain.
  • a capsule 3a or 3b adapted to conduct the electric current, and preferably made of metal.
  • One of the capsules 3a or 3b may include a striker assembly 9 provided with a spring 91.
  • a central bar 4 which extends between the two ends 1a and 1b of the fuse, parallel to the axis X-X '.
  • the bar 4 is made of insulating material, preferably ceramic. As can be seen in FIG. 2, the bar 4 has a star-shaped cross section with six branches. When the bar 4 is positioned inside the body 2, its central and longitudinal axis X4 coincides with the axis X-X '.
  • the intermediate volume 8 between the bar 4 and the body 2 of the fuse 1 is filled with sand, not shown.
  • the fuse 1 can comprise two concentric bars arranged in the body 2.
  • each capsule 3a and 3b and the bar 4 is positioned an electrically conductive contact piece, respectively 6a and 6b, preferably made of metallic material.
  • the contact parts 6a and 6b each comprise six lugs 61a and 61b, which extend radially towards the body 2 and connect the fuse elements.
  • the contact pieces 6a and 6b also comprise positioning elements 62a and 62b, which allow correct alignment with the bar 4, and electrical contact tabs 63a and 63b.
  • Each contact piece 6a and 6b is connected to the bar 4 by a fastener 71a and 71b, respectively.
  • the bar 4 comprises a central through hole 41 of substantially circular shape, in which is housed a spiral fuse wire 22, also called striker wire.
  • a spiral fuse wire 22 also called striker wire.
  • the striker wire 22 is connected to the striker assembly 9 by a metal tube 23 which includes including crimping zones for the maintenance of striker wire 22.
  • the side facing the end 1b of the fuse 1, the striker wire 22 is connected to one of the contact tabs 63b.
  • a conductive fuse element 1 10 is spirally wound around the bar 4, between the two contact parts 6a and 6b.
  • the fuse element 1 10 is a fuse link, silver (Ag).
  • Figure 3 a central portion of the bar 4 is shown in an external view, to show the winding of the blade 1 10 on the bar 4.
  • the ends of the blade 1 10 are connected to the lugs 61 and 61 b of the contact parts 6a and 6b, which are themselves connected to the respective capsules 3a and 3b.
  • the connections between conductive parts are made by welding, or any other known means.
  • the fuse blade has a thickness e1 10 constant, this thickness being measured perpendicular to the plane of Figures 4 to 6, that is to say in a radial direction relative to the axis XX 'wound configuration of the blade 1 10 on the bar 4.
  • X1 is a longitudinal axis of the blade 1 10, this axis being rectilinear in the configuration of Figures 4 to 6 and spiral in the configuration of Figure 3.
  • the blade 1 10 has a maximum width ⁇ 1 10, measured perpendicular to its thickness e1 10 and the axis X1 10, at several segments 1 1 1 1 distributed over the length of the blade 1 10. The segments 1 1 1 are separated by reduced sections 1 12 and 1 13 of two different types.
  • the reduced sections 1 12 and 1 13 are regularly spaced along the blade 1 10, along its longitudinal axis X1 10. More precisely, as shown in Figure 4, the reduced sections 1 12 and 1 13 are distributed alternately along of the blade 1 10 and are disjoint, that is to say do not overlap.
  • each section 1 12 of the first type has two recesses 1 12a and 1 12b whose edge is in an arc, opposite symmetrically with respect to the axis X 1 10.
  • each section 1 13 of the second type has two recesses 13a and 13b, each of substantially rectangular shape, symmetrically opposite with respect to the axis X1 10.
  • a length of a portion of the fuse blade is measured parallel to its longitudinal axis.
  • the recesses 13a and 13b have a length L1 13 greater than the length L1 12 of the recesses January 12a and January 12b.
  • the minimum width ⁇ 1 13 of the strip 1 10 at a reduced section 1 13 of the second type is greater than the minimum width ⁇ 1 12 at a reduced section 1 12 of the first type. More specifically, the ratio of these widths ⁇ ⁇ is between 1, 1 and 1, 4.
  • the reduced sections 1 12 of the first type are more numerous than the reduced sections 1 13 of the second type.
  • the blade 1 10 comprises a succession of eight sections 1 12, then a section 1 13, and so on alternately along the blade 1 10. Between the reduced sections 1 12 and 1 13, we find the segments 1 1 1 of maximum width 10.
  • the blade 1 may comprise a succession of six, seven or nine sections January 12 between two sections January 13, and so on alternately along the blade 1 10.
  • the blade 1 10 does not include a first elongate portion provided with sections 1 12 and a second elongated portion provided with sections 1 13, without alternation between the reduced sections of different types, as is the case in GB-A-2 184 301.
  • FIG. 7 In Figures 7, 8, 9 and 10 is shown a second embodiment of a fuse blade 210 which can equip a fuse according to the invention.
  • the fuse blade 210 has a constant thickness, this thickness being measured perpendicular to the plane of FIGS. 7 to 10, that is to say in a direction radial with respect to the axis XX 'in the wound configuration of the blade 210 on the Rod 4.
  • X21 0 is a longitudinal axis of the blade 21 0, this axis being rectilinear in the configuration of Figures 7 to 10 and spiral in a configuration similar to that of Figure 3.
  • the blade 210 has a maximum width & .10, measured perpendicularly to its thickness and to the axis X210, at several segments 21 1 distributed along the length of the blade 210.
  • the segments 21 1 are separated by reduced sections 212, 213 and 214 of three different types , which are evenly spaced along the blade 210 along its longitudinal axis X210. Specifically, as shown in Figure 7, the reduced sections 212, 213 and 214 are alternately distributed along the blade 21 and are disjoint, that is, do not overlap. As seen in Figure 8, each section 212 of the first type has two recesses 212a and 212b whose edge is in an arc, opposite symmetrically with respect to the axis X210.
  • each section 213 of the second type has two recesses 213a and 213b, each of substantially rectangular shape, symmetrically opposite with respect to the axis X210.
  • each section 214 of the third type has two recesses 214a and 214b, each substantially rectangular in shape, symmetrically opposite with respect to the axis X210.
  • the recesses 213a and 213b have a length L213 greater than the length L212 of the recesses 212a and 212b.
  • the minimum width W2 * ⁇ 3 of the strip 210 at a reduced section 213 of the second type is greater than the minimum width & .12 at a reduced section 212 of the first type.
  • the recesses 214a and 214b have a length L214 greater than the length L213 of the recesses 213a and 213b of a reduced section 213 of the second type.
  • the minimum width l2 * ⁇ 4 of the band 21 0 at a reduced section 214 of the third type is greater than or equal to the minimum width & .13 at a section
  • the reduced sections 212 of the first type are more numerous than the reduced sections 213 of the second type, and the reduced sections 213 of the second type are themselves more numerous than the reduced sections 214 of the third type.
  • the blade 210 comprises a succession of seven sections 212, then a section 213, and so on. In addition, one section out of seven is replaced by a section 214. Between the reduced sections 212, 21 and 214, there are segments 21 1 of maximum width 10.
  • the blade 210 may comprise a succession of six, eight or nine sections 212 between two sections 213 or 214, and so on alternately along the blade 210.
  • the temperature of the fuse elements increases by Joule effect, up to a value at which it stabilizes.
  • this Joule effect creates a temperature increase that varies in different points of the fuse blade 1 10 or 210.
  • the particular configuration of a fuse blade 1 10 or 210 according to the invention makes it possible to favor certain melting zones, because the reduced sections 1 12, 1 13, 212, 213 and 214 dissipate less heat than the segments 1 1 1 and 21 1.
  • the geometry of the reduced sections influences their heat exchange with the nearby environment.
  • the different sections of the same type, having identical heat exchanges melt substantially at the same time at different points of the fuse blade, this time required for the melting depending on the overcurrent flowing in the fuse blade and causes its heating.
  • an arcuate recess dissipates heat better than a recess of rectangular shape because the section includes more material.
  • the minimum width of the reduced section is a predominant parameter in front of the shape of the recess, because the section melts at its center first, and not homogeneously.
  • a blade according to the first embodiment is simpler to manufacture because it requires a number of machining and / or reduced forming operations for only two different types of reduced sections, while a blade according to the second embodiment comprises three different types of reduced sections but allows to obtain a different response curve.
  • the blade may comprise more than three different types of reduced sections, although this makes it more complex to manufacture.
  • the geometries, minimum widths, lengths and shape of the recesses of the different types of reduced sections may vary.
  • the reduced sections of the third type have a greater width and a greater length than the reduced sections of the second type.
  • the reduced sections of the third type may have the same minimum width.
  • a recess can be triangular, elliptical, crenellated, or any other geometry.
  • FIG. 11 shows a graph illustrating the operation of the fuse 1 equipped with the fuse blade 1 10. This fuse 1 is in accordance with the first embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 6.
  • the graph of FIG. 11 shows the cut-off time "t” in seconds (s), represented on the ordinates, as a function of the intensity "I” of the fault current in amperes (A), represented on the abscissa, according to a logarithmic scale.
  • Curve C1 in solid line corresponds to the behavior of a fuse equipped with a blade having only reduced sections of the first type, similar to 1 12, regularly spaced along this blade.
  • Curve C2 in broken lines corresponds to the behavior of fuse 1 equipped with a blade 1 10, comprising alternately eight reduced sections of the first type 1 12 and a reduced section of the second type 1 13, and so on alternately along the blade 1 10.
  • the fuse 1 breaking time according to the invention is reduced for so-called "intermediate" intensities, corresponding to a melting time of between 10 milliseconds and 1 second, without changing or very little fuse 1 response for the low intensities, corresponding to a melting time greater than or close to 10 seconds.
  • the cut-off time corresponds to the fusion of the reduced sections of a specific type as a function of the intensity of the fault current.

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Abstract

Ce fusible (1) comprend un corps tubulaire (2), au moins un barreau isolant (4) agencé dans le corps tubulaire selon un axe longitudinal (Χ-Χ') du corps tubulaire, au moins une lame fusible (110) d'épaisseur constante, enroulée en spirale sur au moins un barreau (4) et s'étendant entre les extrémités longitudinales (1a, 1b) du fusible (1), la lame (110) comprenant des segments (111) de largeur maximale et plusieurs sections réduites (112, 1 13) agencées le long de sa direction longitudinale, chaque section réduite ayant une géométrie définie par sa largeur minimale et sa longueur, dans lequel les sections réduites (112, 113) sont au moins de deux types différents et comprennent au moins une section réduite d'un premier type (112) qui présente une première largeur minimale, et au moins une section réduite d'un deuxième type (113) qui présente une deuxième largeur minimale différente de la première largeur minimale. Ce fusible est caractérisé en ce que les sections réduites (112, 113) sont régulièrement espacées le long de la lame fusible (110), avec une alternance de sections réduites du premier type (112) et de sections réduites du deuxième type (113).

Description

FUSIBLE ET INTERRUPTEUR COMBINE COMPRENANT UN TEL FUSIBLE
La présente invention concerne un fusible comprenant un barreau isolant et au moins une lame fusible enroulée sur ce barreau. L'invention concerne également un interrupteur combiné comprenant au moins un tel fusible. Le domaine de l'invention est celui des fusibles haute tension équipant les interrupteurs combinés.
En particulier, l'invention concerne un fusible à haute tension destiné à protéger les câbles et les transformateurs de distribution MT/BT (moyenne tension/basse tension).
Le fusible peut assurer cette protection à lui seul, ou en étant associé à un interrupteur combiné. Dans ce cas, il est muni d'un percuteur qui provoque l'ouverture automatique de l'interrupteur suite au fonctionnement du fusible. L'association des deux appareils, fusible et interrupteur, est caractérisée par un courant de transition, pour lequel ils échangent la fonction de coupure : au-dessus de cette valeur, le courant n'est interrompu que par les fusibles, au-dessous il est interrompu sur une phase par le premier fusible qui fond, et par l'interrupteur sur les deux autres phases.
Avantageusement, le fusible doit présenter une réponse rapide, en se coupant lorsque le courant augmente au-delà d'une valeur prédéterminée. En cas de surintensité ou de court-circuit, le fusible se coupe par fusion des éléments fusibles, d'autant plus rapidement que la surintensité est importante.
Un composant essentiel du fusible est donc l'élément fusible, qui de manière classique vient s'enrouler sur un barreau isolant disposé dans le corps du fusible. L'élément fusible subit une élévation de température proportionnelle à l'intensité du courant qui le traverse. En fonctionnement normal, la température de l'élément fusible est inférieure à sa température de fusion et le courant circule normalement. En cas de surintensité, la température de l'élément fusible dépasse la température de fusion en un ou plusieurs points de l'élément fusible, qui fond au moins partiellement, et la circulation du courant est coupée.
US-A-2007/0159291 décrit un fusible, avec un ou plusieurs éléments fusibles agencés sur un barreau central isolant. Chaque élément fusible inclut une portion principale et une pluralité de sections réduites agencées en série sur toute sa longueur. Ces sections réduites offrent une résistance plus importante que les portions principales au passage du courant, leur température augmente donc jusqu'à la fusion lorsque l'intensité du courant atteint une valeur suffisante. Cependant, la réponse du fusible n'est pas toujours satisfaisante à certaines intensités critiques, pour lesquelles le temps de coupure est trop lent. GB-A-2 184 301 décrit un fusible comprenant un élément fusible. Sur cet élément sont délimitées, d'une part, une partie courante munie de plusieurs sections réduites d'un premier type et, d'autre part, une partie d'extrémité munie d'une ou plusieurs sections réduites d'un deuxième type. La réponse de ce fusible n'est pas suffisamment rapide pour être efficace, en particulier pour les intensités dites « intermédiaires », correspondant à un temps de fusion compris entre 10 millisecondes et 1 seconde.
Le but de la présente invention est de proposer un fusible ayant une réponse plus rapide, notamment pour des courants voisins du courant de transition lorsqu'il est associé à un interrupteur.
A cet effet, l'invention a pour objet un fusible comprenant un corps tubulaire, au moins un barreau isolant agencé dans le corps tubulaire selon un axe longitudinal du corps tubulaire, et au moins une lame fusible d'épaisseur constante, agencée sur le barreau et s'étendant entre les extrémités longitudinales du fusible, la lame comprenant des segments de largeur maximale et plusieurs sections réduites agencées le long de sa direction longitudinale, chaque section réduite ayant une géométrie définie par sa largeur minimale et sa longueur, dans lequel les sections réduites sont au moins de deux types différents et comprennent au moins une section réduite d'un premier type, qui présente une première largeur minimale, et au moins une section réduite d'un deuxième type, qui présente une deuxième largeur minimale différente de la première largeur minimale. Ce fusible est caractérisé en ce que les sections réduites sont régulièrement espacées le long de la lame fusible, avec une alternance de sections réduites du premier type et de sections réduites du deuxième type.
Ainsi, un élément fusible comprenant des zones de sections réduites de différents types, ayant des largeurs minimales différentes, et agencées en alternance selon sa direction longitudinale, permet de réaliser un fusible présentant une réponse améliorée, rapide quelle que soit l'intensité pour laquelle le fusible nécessite d'être coupé. La réponse du fusible est notamment améliorée pour les intensités de défauts dites intermédiaires, pour lesquelles le temps de coupure est compris entre 10 millisecondes et 1 seconde.
D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, prises isolément ou en combinaison, sont spécifiées aux revendications 2 à 14.
L'invention a également pour objet un interrupteur combiné comprenant au moins un fusible tel que mentionné ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins sur lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective d'un fusible conforme à l'invention ; la figure 2 est une coupe du fusible dans le plan II de la figure 1 ;
la figure 3 est une coupe du fusible dans le plan III de la figure 2, avec une partie de son barreau central en vue extérieure ;
la figure 4 est une vue en élévation d'un élément fusible équipant le fusible des figures 1 à 3 ;
les figures 5 et 6 sont des vues à plus grande échelle des détails V et VI à la figure 4 ;
les figures 7, 8, 9 et 10 sont des vues en élévation et de détails analogues aux figures 4 à 6 pour un second mode de réalisation d'un élément fusible équipant un fusible conforme à l'invention, et
la figure 1 1 est un graphe illustrant la réponse du fusible des figures 1 à 6. Sur les figures 1 , 2 et 3 est représenté un fusible 1 conforme à l'invention. La figure 1 est une vue d'ensemble du fusible 1. Les figures 2 et 3 montrent le fusible 1 , respectivement en coupe transversale et en coupe longitudinale.
Le fusible 1 comprend un corps de fusible 2 sensiblement tubulaire, définissant un axe longitudinal X-X'. Le corps 2 est en matériau isolant, de préférence en porcelaine.
A chacune des extrémités longitudinales 1 a ou 1 b du fusible 1 est agencée une capsule 3a ou 3b, apte à conduire le courant électrique, et réalisée de préférence en métal. L'une des capsules 3a ou 3b peut inclure un ensemble percuteur 9 muni d'un ressort 91.
A l'intérieur du corps 2 tubulaire est agencé un barreau central 4, qui s'étend entre les deux extrémités 1 a et 1 b du fusible, parallèlement à l'axe X-X'. Le barreau 4 est en matériau isolant, de préférence en céramique. Comme visible sur la figure 2, le barreau 4 a une section transversale en étoile à six branches. Lorsque le barreau 4 est positionné à l'intérieur du corps 2, son axe central et longitudinal X4 coïncide avec l'axe X-X'. Le volume intermédiaire 8 entre le barreau 4 et le corps 2 du fusible 1 est rempli de sable, non représenté.
En variante non représentée, le fusible 1 peut com prendre deux barreaux concentriques agencés dans le corps 2.
Entre chaque capsule 3a et 3b et le barreau 4 est positionnée une pièce de contact électriquement conductrice, respectivement 6a et 6b, de préférence en matériau métallique. Les pièces de contact 6a et 6b comprennent chacune six ergots 61 a et 61 b, qui s'étendent radialement en direction du corps 2 et permettent de connecter les éléments fusibles. Les pièces de contact 6a et 6b comprennent également des éléments de positionnement 62a et 62b, qui permettent un alignement correct avec le barreau 4, et des pattes de contact électrique 63a et 63b. Chaque pièce de contact 6a et 6b est liée au barreau 4 par un élément de fixation, respectivement 71 a et 71 b.
Le barreau 4 comprend un orifice central traversant 41 de forme sensiblement circulaire, dans lequel vient se loger un fil fusible spiralé 22, également appelé fil percuteur. Du côté orienté vers l'extrémité 1 a du fusible 1 , le fil percuteur 22 est connecté à l'ensemble percuteur 9 par un tube métallique 23 qui comprend notamment des zones de sertissage pour le maintien du fil percuteur 22. Du côté orienté vers l'extrémité 1 b du fusible 1 , le fil percuteur 22 est connecté à l'une des pattes de contact 63b.
Lorsqu'une surintensité provoque la fusion du fusible 1 , la partie mobile de l'ensemble percuteur 9 est libérée et actionne le mécanisme de l'interrupteur et/ou permet de signaler l'état du fusible.
Un élément fusible conducteur 1 10 est enroulé en spirale autour du barreau 4, entre les deux pièces de contact 6a et 6b. En pratique, l'élément fusible 1 10 est une lame fusible, en argent (Ag). Sur la figure 3, une partie centrale du barreau 4 est représentée en vue extérieure, afin de montrer l'enroulement de la lame 1 10 sur le barreau 4. Les extrémités de la lame 1 10 sont connectées aux ergots 61 a et 61 b des pièces de contact 6a et 6b, qui sont elles-mêmes connectées aux capsules respectives 3a et 3b. Les liaisons entre pièces conductrices sont effectuées par soudage, ou tout autre moyen connu.
La lame fusible présente une épaisseur e1 10 constante, cette épaisseur étant mesurée perpendiculairement au plan des figures 4 à 6, c'est-à-dire selon une direction radiale par rapport à l'axe X-X' en configuration enroulée de la lame 1 10 sur le barreau 4. On note X1 10 un axe longitudinal de la lame 1 10, cet axe étant rectiligne dans la configuration des figures 4 à 6 et en spirale dans la configuration de la figure 3. La lame 1 10 a une largeur maximale ^1 10, mesurée perpendiculairement à son épaisseur e1 10 et à l'axe X1 10, au niveau de plusieurs segments 1 1 1 répartis sur la longueur de la lame 1 10. Les segments 1 1 1 sont séparés par des sections réduites 1 12 et 1 13 de deux types différents. Les sections réduites 1 12 et 1 13 sont régulièrement espacées le long de la lame 1 10, selon son axe longitudinal X1 10. Plus précisément, comme montré à la figure 4, les sections réduites 1 12 et 1 13 sont réparties en alternance le long de la lame 1 10 et sont disjointes, c'est-à-dire ne se chevauchent pas.
Comme visible sur la figure 5, chaque section 1 12 du premier type présente deux évidements 1 12a et 1 12b dont le bord est en arc de cercle, opposés symétriquement par rapport à l'axe X1 10. Comme visible sur la figure 6, chaque section 1 13 du deuxième type présente deux évidements 1 13a et 1 13b, chacun de forme sensiblement rectangulaire, opposés symétriquement par rapport à l'axe X1 10.
Dans ce qui suit, une longueur d'une partie de la lame fusible est mesurée parallèlement à son axe longitudinal.
Les évidements 1 13a et 1 13b présentent une longueur L1 13 supérieure à la longueur L1 12 des évidements 1 12a et 1 12b. La largeur minimale ^1 13 de la bande 1 10 au niveau d'une section réduite 1 13 du deuxième type est supérieure à la largeur minimale ^1 12 au niveau d'une section réduite 1 12 du premier type. De façon plus précise, le rapport de ces largeurs ^ ^ est compris entre 1 ,1 et 1 ,4.
En pratique, les sections réduites 1 12 du premier type sont plus nombreuses que les sections réduites 1 13 du second type. Par exemple, comme visible sur la figure 4, la lame 1 10 comprend une succession de huit sections 1 12, puis une section 1 13, et ainsi de suite en alternance le long de la lame 1 10. Entre les sections réduites 1 12 et 1 13, on retrouve les segments 1 1 1 de largeur maximale 10.
En variante non représentée, la lame 1 10 peut comprendre une succession de six, sept ou neuf sections 1 12 entre deux sections 1 13, et ainsi de suite en alternance le long de la lame 1 10. La lame 1 10 ne comprend pas une première partie allongée munie de sections 1 12 et une deuxième partie allongée munie de sections 1 13, sans alternance entre les sections réduites de types différents, comme c'est le cas dans GB-A-2 184 301 .
Sur les figures 7, 8, 9 et 10 est représenté un second mode de réalisation d'une lame fusible 210 qui peut équiper un fusible selon l'invention.
La lame fusible 210 présente une épaisseur constante, cette épaisseur étant mesurée perpendiculairement au plan des figures 7 à 10, c'est-à-dire selon une direction radiale par rapport à l'axe X-X' en configuration enroulée de la lame 210 sur le barreau 4. On note X21 0 un axe longitudinal de la lame 21 0, cet axe étant rectiligne dans la configuration des figures 7 à 10 et en spirale dans une configuration similaire à celle de la figure 3. La lame 210 a une largeur maximale &.10, mesurée perpendiculairement à son épaisseur et à l'axe X210, au niveau de plusieurs segments 21 1 répartis sur la longueur de la lame 210. Les segments 21 1 sont séparés par des sections réduites 212, 213 et 214 de trois types différents, qui sont régulièrement espacées le long de la lame 210, selon son axe longitudinal X210. Plus précisément, comme montré à la figure 7, les sections réduites 212, 213 et 214 sont réparties en alternance le long de la lame 21 0 et sont disjointes, c'est-à-dire ne se chevauchent pas. Comme visible sur la figure 8, chaque section 212 du premier type présente deux évidements 212a et 212b dont le bord est en arc de cercle, opposés symétriquement par rapport à l'axe X210.
Comme visible sur la figure 9, chaque section 213 du deuxième type présente deux évidements 213a et 213b, chacun de forme sensiblement rectangulaire, opposés symétriquement par rapport à l'axe X210.
Comme visible sur la figure 10, chaque section 214 du troisième type présente deux évidements 214a et 214b, chacun de forme sensiblement rectangulaire, opposés symétriquement par rapport à l'axe X210.
Les évidements 213a et 213b présentent une longueur L213 supérieure à la longueur L212 des évidements 212a et 212b. La largeur minimale l2*\ 3 de la bande 210 au niveau d'une section réduite 213 du deuxième type est supérieure à la largeur minimale &.12 au niveau d'une section réduite 212 du premier type.
Les évidements 214a et 214b présentent une longueur L214 supérieure à la longueur L213 des évidements 213a et 213b d'une section 213 réduite du second type.
La largeur minimale l2 *\ 4 de la bande 21 0 au niveau d'une section réduite 214 du troisième type est supérieure ou égale à la largeur minimale &.13 au niveau d'une section
^ 213 réduite 213 du deuxième type. Notamment, les rapports des largeurs minimales et ^214 ^214
sont compris entre 1 ,1 et 1 ,4. De plus, le rapport est compris entre 1 et 1 ,4.
^212 ^213
En pratique, les sections réduites 212 du premier type sont plus nombreuses que les sections réduites 213 du second type, et les sections réduites 213 du second type sont elles-mêmes plus nombreuses que les sections réduites 214 du troisième type. Par exemple, comme visible sur la figure 7, la lame 210 comprend une succession de sept sections 212, puis une section 213, et ainsi de suite. En outre, une section 213 sur sept est remplacée par une section 214. Entre les sections réduites 212, 21 3 et 214, on retrouve les segments 21 1 de largeur maximale 10.
En variante non représentée, la lame 210 peut comprendre une succession de six, huit ou neuf sections 212 entre deux sections 213 ou 214, et ainsi de suite en alternance le long de la lame 210.
En fonctionnement normal du fusible 1 , la température des éléments fusibles augmente par effet Joule, jusqu'à une valeur à laquelle elle se stabilise. En particulier, cet effet Joule crée une augmentation de température qui varie en différents points de la lame fusible 1 10 ou 210.
Ainsi, la configuration particulière d'une lame fusible 1 10 ou 210 selon l'invention permet de privilégier certaines zones de fusion, car les sections réduites 1 12, 1 13, 212, 213 et 214 dissipent moins bien la chaleur que les segments 1 1 1 et 21 1 . En effet, la géométrie des sections réduites influence leurs échanges thermiques avec l'environnement proche. Les différentes sections d'un même type, ayant des échanges thermiques identiques, fondent sensiblement en même temps en différents points de la lame fusible, ce temps nécessaire à la fusion dépendant de la surintensité qui circule dans la lame fusible et cause son échauffement. Par exemple, pour une largeur et une longueur de section identiques, un évidement en forme d'arc-de-cercle dissipe mieux la chaleur qu'un évidement de forme rectangulaire, car la section comprend plus de matière. Cependant, pour une très forte intensité, la largeur minimale de la section réduite est un paramètre prédominant devant la forme de l'évidement, car la section fond d'abord en son centre, et non pas de manière homogène.
Ainsi, lorsqu'une surintensité se produit, certaines sections sont susceptibles de fondre plus rapidement que d'autres. Lorsque la lame comprend un seul type de section réduite, sa courbe de réponse « temps de coupure / intensité de coupure » présente un aspect donné. En combinant différents types de sections réduites, on obtient une courbe de réponse qui est la superposition de chacune des courbes de réponse correspondant à chacune des sections.
Aux plus hautes intensités, correspondant à un temps de coupure du fusible très réduit, les sections dont la largeur minimale est la plus faible fondent en premier. Dans les modes de réalisation décrits, cela correspond aux sections réduites du premier type 1 12 et 212. Lorsque la surintensité est moindre, avec un temps de coupure légèrement plus élevé, la longueur et la géométrie particulière des sections entre en ligne de compte. Ainsi, avec leurs évidements rectangulaires et leur longueur plus importante, les sections réduites 1 13, 213 et 214 des deuxième et troisième types sont susceptibles de fondre avant celles du premier type 1 12 et 212. Le fonctionnement du fusible 1 est ainsi rendu plus rapide dans une plage d'intensités particulières.
En pratique, une lame selon le premier mode de réalisation est plus simple à fabriquer, car elle nécessite un nombre d'opérations d'usinage et/ou formage réduit pour seulement deux types de sections réduites différentes, tandis qu'une lame selon le second mode de réalisation comprend trois types de sections réduites différents mais permet d'obtenir une courbe de réponse différente. En variante, la lame peut comprendre plus de trois types de sections réduites différentes, bien que cela la rende plus complexe à fabriquer.
Selon une autre variante, les géométries, largeurs minimales, longueurs et forme des évidements des différents types de sections réduites peuvent varier. Par exemple, dans le second mode de réalisation, les sections réduites du troisième type présentent une largeur minimale et une longueur plus grandes que celles des sections réduites du deuxième type. En alternative, les sections réduites du troisième type peuvent présenter une largeur minimale identique.
En outre, un évidement peut être de forme triangulaire, elliptique, crénelée, ou toute autre géométrie.
Sur la figure 1 1 est représenté un graphe illustrant le fonctionnement du fusible 1 équipé de la lame fusible 1 10. Ce fusible 1 est conforme au premier mode de réalisation décrit ci-dessus en lien avec les figures 1 à 6.
Le graphe de la figure 1 1 montre le temps de coupure « t » en secondes (s), représenté en ordonnées, en fonction de l'intensité « I » du courant de défaut en ampères (A), représentée en abscisses, selon une échelle logarithmique.
La courbe C1 en trait plein correspond au comportement d'un fusible équipé d'une lame ne comportant que des sections réduites du premier type, similaires à 1 12, régulièrement espacées le long de cette lame.
La courbe C2 en trait discontinu correspond au comportement du fusible 1 équipé d'une lame 1 10, comportant en alternance huit sections réduites du premier type 1 12 et une section réduite du deuxième type 1 13, et ainsi de suite en alternance le long de la lame 1 10.
En pratique, le temps de coupure du fusible 1 conforme à l'invention est réduit pour les intensités dites « intermédiaires », correspondant à un temps de fusion compris entre 10 millisecondes et 1 seconde, sans modifier ou très peu la réponse du fusible 1 pour les faibles intensités, correspondant à un temps de fusion supérieur ou voisin de 10 secondes. Le temps de coupure correspond à la fusion des sections réduites, d'un type spécifique, en fonction de l'intensité du courant de défaut.

Claims

REVENDICATIONS
'\ - Fusible (1 ) comprenant :
un corps tubulaire (2),
- au moins un barreau isolant (4) agencé dans le corps tubulaire selon un axe longitudinal (Χ-Χ') du corps tubulaire,
au moins une lame fusible (1 10 ; 210) d'épaisseur (e1 10) constante, agencée sur le barreau (4) et s'étendant entre les extrémités longitudinales (1 a, 1 b) du fusible (1 ), la lame (1 10 ; 210) comprenant des segments (1 1 1 ; 21 1 ) de largeur maximale ( 1 10 ; 210) et plusieurs sections réduites (1 12, 1 13 ; 212, 213, 214) agencées le long de sa direction longitudinale, chaque section réduite ayant une géométrie définie par sa largeur minimale (/1 12, 1 13 ; 212, 213, 214) et sa longueur
(L1 12, L1 13 ; L212, L213, L214),
dans lequel les sections réduites (1 12, 1 13 ; 212, 213, 214) sont au moins de deux types différents et comprennent :
- au moins u ne section rédu ite d'un premier type (1 12 ; 212) qui présente une première largeur minimale l 12; &.12), et
- au moins une section réduite d'un deuxième type (1 13 ; 213) qui présente une deuxième largeur minimale {l'\ \ 3; ^21 3), différente de la première largeu r minimale,
caractérisé en ce que les sections réduites (1 12, 1 13 ; 212, 213, 214) sont régulièrement espacées le long de la lame fusible (1 10 ; 210), avec une alternance de sections réduites du premier type (1 12 ; 212) et de sections réduites du deuxième type (1 13 ; 213).
2. - Fusible selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la lame (1 10 ; 210) comprend une alternance de plusieurs sections réduites du premier type (1 12 ; 212) entre deux sections réduites du deuxième type (1 13 ; 213).
3. - Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame (1 10 ; 210) comprend une succession de six à neuf sections réduites du premier type (1 12 ; 212) puis une section réduite du deuxième type (1 13 ; 213), et ainsi de suite en alternance le long de la lame (1 10 ; 210).
4. - Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame (1 10 ; 210) comprend une succession de sept ou huit sections réduites du premier type (1 12 ; 212) puis une section réduite du deuxième type (1 13 ; 213), et ainsi de suite en alternance le long de la lame (1 10 ; 210).
5. - Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur minimale (^1 12 ; &.1 2) d 'une section réd uite d u premier type (1 12 ; 212) est inférieure à la largeur minimale (^1 13 ; &.1 3) d'une section réduite du deuxième type
(1 1 3 ; 21 3), avec le rapport de la deuxième largeur minimale sur la première largeur
^1 1 3 ^21 3
minimale ( , ) compris entre 1 , 1 et 1 ,4.
Π 1 2 ^21 2
6. - Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce q ue chaque section réduite du premier type (1 12 ; 212) inclut au moins un évidement (1 12a, 1 12b ; 212a, 212b) dont le bord est en arc de cercle.
7. - Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce q ue chaque section réduite du deuxième type (1 13 ; 213) inclut au moins un évidement (1 13a,
1 13b ; 213a, 213b) de forme sensiblement rectangulaire.
8. - Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur (L1 12 ; L212) d'une section réduite du premier type (1 12 ; 212) est inférieure à la longueur (L1 13 ; L213) d'une section réduite du deuxième type (1 13 ; 213).
9.- Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame (210) comprend au moins une section réduite d'un troisième type (214), présentant une troisième largeur minimale ( 214) différente de celles (12*12, &.1 3) des sections réduites des premier et deuxième types (212, 213), avec le rapport de la troisième largeur
^214
minimale sur la première largeur minimale ( ^12 ) compris entre 1 , 1 et 1 ,4.
10.- Fusible selon la revendication 9, caractérisé en ce que la section réduite du troisième type (214) inclut au moins un évidement (214a, 214b) de forme sensiblement rectangulaire.
1 1 .- Fusible selon l'u ne des revend ications 9 ou 1 0, caractérisé en ce que la largeur minimale ( 213) d'une section réduite du deuxième type (213) est inférieure ou égale à la largeur minimale ( 214) d'une section réduite du troisième type (214), et la longueur (L213) d'une section réduite du deuxième type (213) est inférieure ou égale à la longueur (L214) d'une section réduite du troisième type (214), les longueurs (L213, L214) ne pouvant être égales dans le cas où les largeurs ( 213, &.14) sont égales, avec le
^214 rapport de la troisième larqeu r m in i male su r la deuxième larqeur minimale ( ) compris entre 1 et 1 ,4.
12. - Fusible selon l'une des revendications 9 à 1 1 , caractérisé en ce que la lame (1 10 ; 210) comprend un plus grand nombre de sections réduites du premier type (1 12 ; 212) que de sections réduites du deuxième type (1 13 ; 213) et, le cas échéant, un plus grand nombre de sections réduites du deuxième type (213) que de sections réduites du troisième type (214).
13. - Fusible selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la lame (1 10 ; 210) comprend une succession de sept ou huit sections réduites du premier type (1 12 ; 212) puis une section réduite du deuxième type (1 13 ; 213), et ainsi de suite en alternance le long de la lame (1 10 ; 210), et en ce qu'une section réduite du deuxième type (1 13 ; 213) sur sept est remplacée par une section réduite du troisième type (214).
14. - Fusible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sections réduites du premier type et les sections réduites du deuxième type, et le cas échéant les sections réduites d'un troisième type, sont disjointes.
15. - Interrupteur combiné, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un fusible (1 ) selon l'une des revendications précédentes.
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